继承不额外分配运行时内存，但改变布局和总大小；开销来自vptr、vbptr、对齐填充及多重继承的子对象重复嵌入。

继承本身不额外分配运行时内存，但会改变对象的内存布局和总大小。开销主要来自虚函数表指针、虚基类指针、内存对齐填充，以及多重继承时子对象的重复嵌入。

单继承的内存结构

派生类对象在内存中是“基类部分 + 新增成员”的连续布局，没有额外指针开销（除非含虚函数）。this 指针在基类和派生类中指向同一地址。

• 若基类无虚函数，派生类也无虚函数：对象大小 = 基类大小 + 新增成员大小（考虑对齐）
• 若基类含虚函数：派生类自动继承虚表指针（通常 8 字节，64 位系统），该指针位于对象起始处
• 构造时先调用基类构造函数，再初始化派生类成员；析构顺序相反

多重继承的内存叠加

多个非虚基类按声明顺序依次排布，各自子对象独立存在，可能引入冗余副本和更大总尺寸。

• 例如 class D : public B, public C；D 对象内存 = B 子对象 + C 子对象 + D 自身成员
• 若 B 和 C 都继承自 A（非虚），则 D 中包含两份 A 的数据，造成二义性和空间浪费
• 访问 B::x 或 C::y 时，编译器通过固定偏移直接寻址，无运行时开销

虚继承带来的间接层开销

为解决菱形继承中的重复问题，虚继承引入虚基类指针（vbptr）和虚基类表（vbtable），带来确定性内存增长与访问延迟。

• 每个虚继承路径至少增加一个指针（如 8 字节），vbptr 通常置于对象开头或末尾
• 虚基类子对象在最终派生类中只出现一次，但位置不固定，需通过 vbtable 查偏移才能访问其成员
• 访问虚基类成员需两次间接：取 vbptr → 查 vbtable 得偏移 → 加偏移访问字段，比普通成员多 1–2 条指令
• 空虚基类（如 class X {}）仍会触发 vbptr 插入，VS2015 等编译器对空类有优化，但虚继承本身不可省略指针

对齐与填充的实际影响

继承不会免除结构体对齐规则，反而常放大填充效应，尤其在混合不同尺寸成员时。

• 基类末尾若有未对齐字节，派生类新增成员可能被迫插入填充，而非紧接其后
• 多重继承中，各基类自身对齐要求叠加，可能导致中间出现“缝隙”
• 建议用 alignas 或 #pragma pack 控制，但需权衡跨平台兼容性与性能