C++中的空類與空結構體大小

　　今天面試遇到了一個頗有意思的問題，即空結構體在C++中所佔的內存大小是多少？參見以下代碼：

#include <iostream>
struct S0
{ 
};

int main()
{
    std::cout << sizeof S0 << std::endl;
    return 0;
}

　　面試官當場提醒了我一下，說若是S0對象所佔用的內存大小爲0，那麼將能夠申請無限多個此類型的對象數組，而且大小永遠爲0。我當時以爲有點道理，不過轉念一想，仍是有點疑惑。

　　回來研究了一下，原來在C++語言中的確規定了空結構體和空類所佔內存大小爲1，而C語言中空類和空結構體佔用的大小是0（在gcc中測試爲0，其餘編譯器不必定）。由此又產生了一個新的疑問：爲何C++會有這樣的規定呢？

　　原來，C++語言標準中規定了這樣一個原則：「no object shall have the same address in memory as any other variable」，即任何不一樣的對象不能擁有相同的內存地址。若是空類對象大小爲0，那麼此類數組中的各個對象的地址將會一致，明顯違反了此原則。

　　進一步地，C++作出這樣規定的緣由究竟有什麼道理呢？請看下面這個計算元素個數的例子：

T array[5];
int count = &array[4] - &array[0];

　　這種指針相減的運算在編譯器中會等價於以下步驟：

count = ((char *)&array[4] - (char *)&array[0]) / sizeof T;

　　若是容許C++對象大小爲0，那麼這裏的運算將產生兩個問題：（1）不能經過指針區分不一樣的數組對象；（2）sizeof T爲0致使非法的除0操做。這樣一來，編譯器還須要用一些複雜的代碼來處理這些異常狀況信息。

　　爲了知足C++標準規定的不一樣對象不能有相同地址，C++編譯器保證任何類型對象大小不能爲0。C++編譯器會在空類或空結構體中增長一個虛設的字節（有的編譯器可能不止一個），以確保不一樣的對象都具備不一樣的地址。