结构根据空基类顺序更改大小

Question

我正在写一个数学向量和矩阵库来练习，我使用crtp基类来避免多次定义几个函数。我还继承了一个静态数组类。根据继承类的顺序，我在msvc中的结构会有不同的大小。这是一个错误，还是我应该预料到的？你可以在以下位置找到一个现场演示：https://godbolt.org/z/3EPVI5注意，同样的编译在gcc中也很好。参考代码：

template<typename D>
struct crtp
{

};

template<typename T, int s>
struct arr_impl
{
    T e[s];
};

template<typename T, int s>
struct vc : public arr_impl<T, s>, public crtp<vc<T, s>>
{

};

template<typename T, int s>
struct vc2 : public crtp<vc2<T, s>>, public arr_impl<T, s>
{

};

int main()
{
    static_assert(sizeof(vc<vc<float,3>,2>) == 24);
    static_assert(sizeof(vc2<vc2<float,3>,2>) == 24);
    return 0;
}

我已经进一步缩小了范围，请参见：https://godbolt.org/z/tGCn_J因为它似乎只需要嵌套和一个空类：

struct empty_struct{};

template<typename T>
struct st
{
    T a;
};

template<typename T>
struct vc : public empty_struct, public st<T> {};

template<typename T>
struct vc2 : public st<T>, public empty_struct{};

int main()
{
    static_assert(sizeof(vc<vc<float>>) == 4);
    static_assert(sizeof(vc2<vc2<float>>) == 4);
    return 0;
}

Answer 1

我相信MSVC在这方面符合C17标准。

源自[intro.object]（强调我的）：

除非是位域，否则大多数派生对象的大小应为非零，并应占用一个或多个存储字节。基类子对象的大小可以为零。简单复制或标准布局类型的对象应占用连续的存储字节。

这就是C17标准在这个问题上的全部内容。空基优化是完全可选的。该标准只是说它是合法的，而不是说它必须执行，或者在什么情况下应该执行。

目前的C20标准草案更具规范性。

来自[intro.object](再次强调我的观点)

如果一个对象
--不是潜在的重叠子对象，或者
--不是类类型，或者
--是具有虚拟成员函数或虚拟基类的类类型，或者
--具有非零大小的子对象或非零长度的位字段，则该对象具有非零大小。否则，如果该对象是标准布局类类型的基类对象，没有非静态数据成员，则该对象具有零大小。否则，该对象具有零大小的情况是实现定义的。除非是位域，否则具有非零大小的对象应占用一个或多个存储字节，包括其任何子对象全部或部分占用的每个字节。简单复制或标准布局类型（[basic.types]）的对象应占用连续的存储字节。

因此，在C 20下，基类的大小保证为零，因为它是标准布局类的空基类。