继承成员的访问权限是否会影响C++类的整体大小？

运行以下C++代码时，base类和派生类c1的sizeof结果均为32：

#include "iostream"
#include "string"

using namespace std;

class base{
//public:
    int a;
    double b;
    void * c;
    char d;
};

class c1 :  base{
//public:
    int a;
};

int main() {
    cout << sizeof(base) << endl;
    cout << sizeof(c1) << endl;
    return 0;
}

但取消base类和c1类中public:的注释后，派生类c1的sizeof结果变为40。该现象可在GCC中复现，请问为何成员变量的访问权限会影响类的整体大小？

这是GCC编译器针对类内存布局的访问控制区段优化规则导致的，核心逻辑和内存对齐、访问区段的划分有关：

1. 先看base类的大小计算（64位系统下） #

base的成员依次是：

• int a：占4字节
• double b：占8字节，因对齐要求，a后面要填充4字节才能对齐到8字节的起始地址
• void* c：占8字节，无需额外填充
• char d：占1字节，后面需要填充7字节，让整个类的大小对齐到最大成员的对齐单位（8字节）

加起来总大小是：4+4（填充）+8+8+1+7（填充）=32字节，这就是sizeof(base)=32的原因。

2. 默认私有继承+同访问区段的情况 #

当base和c1的成员都默认是private时：

• c1继承base是私有继承（类默认继承权限为private），基类的所有成员在c1里都属于private区段
• c1自己的int a也是private成员，和基类继承来的成员属于同一个访问控制区段

GCC会对同一区段的成员做紧凑布局优化：把c1的int a直接塞进base末尾的7字节填充空间里，不需要额外占用空间，所以sizeof(c1)还是32字节。

3. 开启public:后的情况 #

取消public:注释后：

• base的成员变为public，但c1默认私有继承base，所以基类的public成员在c1里会被降级为private区段
• c1自己的int a是public成员，属于单独的public区段

GCC对不同访问控制区段的成员会分开布局，而且区段之间要按照最大对齐单位（8字节）填充：

• 第一个区段是继承自base的32字节内容
• 第二个区段是c1的int a（4字节），后面需要填充4字节来对齐到8字节
• 总大小就是32+4+4=40字节

简单说：同一访问区段的成员可以共享填充空隙，不同区段则必须分开占空间，这就是访问权限影响类大小的核心原因。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PkDrew