为何子类添加成员变量后与基类sizeof结果仍相同？

问题场景 #

子类Child继承自包含虚函数的基类Parent，添加成员变量int b后，sizeof(Parent)和sizeof(Child)输出均为16；注释掉b，Child大小不变；添加两个int变量b和c时，大小变为24。

示例代码 #

#include <iostream>

class Parent {
    int a = 0;
public:
    virtual void foo() {}
};

class Child : public Parent {
    int b; // this line doesn't affect the output
};

int main() {
    std::cout << sizeof(Parent) << ", " << sizeof(Child);
    return 0;
}
// Output is : 16, 16

原因解析 #

这是内存对齐机制和**虚函数表指针（vptr）**共同作用的结果，结合64位系统的默认内存规则就能理清：

• 基类Parent的内存构成：
  64位系统中，虚函数表指针vptr占8字节，成员变量int a占4字节。由于C++要求类的总大小必须是其内部最大基本类型大小的整数倍（这里最大是8字节），编译器会自动填充4字节的空白，最终总大小为8+4+4=16字节。
• 添加单个int b的子类Child：
  子类继承了基类的vptr和a，加上自己的b，总字节数是8+4+4=16，刚好符合8字节对齐要求，不需要额外填充，所以和基类大小一致。就算注释掉b，子类继承的基类成员本身已经占了16字节（包含基类的填充），因此子类大小还是16。
• 添加两个int变量的情况：
  此时总成员字节数为8+4+4+4=20，按照8字节对齐规则，需要填充到下一个8的整数倍（24），所以sizeof(Child)变为24。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mathias L.