C++空类的大小

本文中所说是C++的空类是指这个类不带任何数据，即类中没有非静态(non-static)数据成员变量，没有虚函数(virtual function)，也没有虚基类(virtual base class)。

直观地看，空类对象不使用任何空间，因为没有任何隶属对象的数据需要存储。然而，C++标准规定，凡是一个独立的(非附属)对象都必须具有非零大小。换句话说，

C++空类的大小不为0

为了验证这个结论，可以先来看测试程序的输出。

#include <iostream>
using namespace std;

class NoMembers
{
};

int main()
{
    NoMembers n;  // Object of type NoMembers.
    cout << "The size of an object of empty class is: "
         << sizeof(n) << endl;
}

输出:

The size of an object of empty class is: 1

C++标准指出，不允许一个对象（当然包括类对象）的大小为0，不同的对象不能具有相同的地址。这是由于：

new需要分配不同的内存地址，不能分配内存大小为0的空间

避免除以 sizeof(T)时得到除以0错误

故使用一个字节来区分空类。

值得注意的是，这并不代表一个空的基类也需要加一个字节到子类中去。这种情况下，空类并不是独立的，它附属于子类。子类继承空类后，子类如果有自己的数据成员，而空基类的一个字节并不会加到子类中去。例如，

class Empty {};
struct D : public Empty { int a;};

sizeof(D)为4。

再来看另一种情况，一个类包含一个空类对象数据成员。

class Empty {};
class HoldsAnInt {
    int x;
    Empty e;
};

在大多数编译器中，你会发现 sizeof(HoldsAnInt) 输出为8。这是由于，Empty类的大小虽然为1，然而为了内存对齐，编译器会为HoldsAnInt额外加上一些字节，使得HoldsAnInt被放大到足够又可以存放一个int。

参考资料

1. http://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#sizeof-empty

2. https://msdn.microsoft.com/en-us/library/f42z47h2.aspx

3. http://en.cppreference.com/w/cpp/language/sizeof

4. Effective C++, Third Edition, Scott Meyers著, 侯捷译