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教你5分鐘輕松搞定內(nèi)存字節(jié)對齊

來源:本站原創(chuàng)|時間:2020-01-10|欄目:C語言|點(diǎn)擊:

寫出一個struct,然后sizeof,你會不會經(jīng)常對結(jié)果感到奇怪?sizeof的結(jié)果往往都比你聲明的變量總長度要大,這是怎么回事呢?講講字節(jié)對齊吧.

/******************************分割線

如果體系結(jié)構(gòu)是不對齊的,A中的成員將會一個挨一個存儲,從而sizeof(a)為11。顯然對齊更浪費(fèi)了空間。那么為什么要使用對齊呢?

體系結(jié)構(gòu)的對齊和不對齊,是在時間和空間上的一個權(quán)衡。對齊節(jié)省了時間。假設(shè)一個體系結(jié)構(gòu)的字長為w,那么它同時就假設(shè)了在這種體系結(jié)構(gòu)上對寬度為w的數(shù)據(jù)的處理最頻繁也是最重要的。它的設(shè)計也是從優(yōu)先提高對w位數(shù)據(jù)操作的效率來考慮的。比如說讀寫時.............此處省略50萬字

*******************************************************/

上面是你隨便google一下,人家就可以跟你解釋的,一大堆的道理,我們沒怎么多時間,討論為何要對齊.直入主題,怎么判斷內(nèi)存對齊規(guī)則,sizeof的結(jié)果怎么來的,請牢記以下3條原則:(在沒有#pragma pack宏的情況下,務(wù)必看完最后一行)

1:數(shù)據(jù)成員對齊規(guī)則:結(jié)構(gòu)(struct)(或聯(lián)合(union))的數(shù)據(jù)成員,第一個數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地方,以后每個數(shù)據(jù)成員存儲的起始位置要從該成員大小或者成員的子成員大?。ㄖ灰摮蓡T有子成員,比如說是數(shù)組,結(jié)構(gòu)體等)的整數(shù)倍開始(比如int在32位機(jī)為4字節(jié),則要從4的整數(shù)倍地址開始存儲。

2:結(jié)構(gòu)體作為成員:如果一個結(jié)構(gòu)里有某些結(jié)構(gòu)體成員,則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開始存儲.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲.)

3:收尾工作:結(jié)構(gòu)體的總大小,也就是sizeof的結(jié)果,.必須是其內(nèi)部最大成員的整數(shù)倍.不足的要補(bǔ)齊.

等你看完此3條原則,2分鐘已經(jīng)過去,抓緊時間,實(shí)戰(zhàn)3分鐘:

復(fù)制代碼 代碼如下:

typedef struct bb
{
 int id;             //[0]....[3]
 double weight;      //[8].....[15]      原則1
 float height;      //[16]..[19],總長要為8的整數(shù)倍,補(bǔ)齊[20]...[23]     原則3
}BB;

typedef struct aa
{
 char name[2];     //[0],[1]
 int  id;         //[4]...[7]          原則1

 double score;     //[8]....[15]    
 short grade;    //[16],[17]        
 BB b;             //[24]......[47]          原則2
}AA;

int main()
{
  AA a;
  cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(BB)<<endl;
  return 0;
}


結(jié)果是

48 24
ok,上面的全看明白了,內(nèi)存對齊基本過關(guān).

再講講#pragma pack().

在代碼前加一句#pragma pack(1),你會很高興的發(fā)現(xiàn),上面的代碼輸出為

32 16
bb是4+8+4=16,aa是2+4+8+2+16=32;

這不是理想中的沒有內(nèi)存對齊的世界嗎.沒錯,#pragma pack(1),告訴編譯器,所有的對齊都按照1的整數(shù)倍對齊,換句話說就是沒有對齊規(guī)則.

明白了不?

那#pragma pack(2)的結(jié)果又是多少呢?對不起,5分鐘到了,自己去測試吧.

ps:Vc,Vs等編譯器默認(rèn)是#pragma pack(8),所以測試我們的規(guī)則會正常;注意gcc默認(rèn)是#pragma pack(4),并且gcc只支持1,2,4對齊。套用三原則里計算的對齊值是不能大于#pragma pack指定的n值。

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