C++結構變量數據對齊問題
為了避免混淆。做例如以下規定,下面代碼若不加特殊說明都執行於32位平臺,結構體的默認對齊值是8,各數據類型所占字節數分別為
char占一個字節
int占四個字節
double占八個字節。
兩個樣例
請問以下的結構體大小是多少?
struct Test { char c ; int i ; };
這個呢?
struct Test1 { int i ; double d ; char c ; };
在發布答案之前先看一下對齊的規則。
對齊規則
一般來說,結構體的對齊規則是先按數據類型自身進行對齊,然後再按整個結構體進行對齊。對齊值必須是2的冪。比方1,2。 4, 8。 16。
假設一個類型按n字節對齊,那麽該類型的變量起始地址必須是n的倍數。
比方int按四字節對齊,那麽int類型的變量起始地址一定是4的倍數。比方0x0012ff60。0x0012ff48等。
數據自身的對齊
數據自身的對齊值通常就是數據類型所占的空間大小。比方int類型占四個字節,那麽它的對齊值就是4
整個結構體的對齊
整個結構體的對齊值通常是結構體中最大數據類型所占的空間,比方以下這個結構體的對齊值就是8,由於double類型占8個字節。
struct Test2 { int i ; double d ; };
樣例答案
有了上面的基礎。再回過頭去看看一開始的兩個樣例
先看結構體Test
1 c是char類型,按1個字節對齊
2 i是int類型。按四個字節對齊。所以在c和i之間實際上空了三個字節。
整個結構體一共是1 + 3(補齊)+ 4 = 8字節。
再看Test1
i是int類型。按4字節對齊
d是double類型,按8字節對齊,所以i和d之間空了4字節
c是char類型。按1字節對齊。
所以整個結構體是 4(i) + 4(補齊)+ 8(d) + 1(c) = 17字節。註意!還沒完,整個結構體還沒有對齊。由於結構體中空間最大的類型是double。所以整個結構體按8字節對齊,那麽終於結果就是17 + 7(補齊) = 24字節。
書寫結構體的建議
我們對Test1做一點修改
struct Test1 { char c ; int i ; double d ; };
這時Test1的大小就變成了16,而不是24了,節省了8個字節!
可見結構體中成員的書寫順序對結構體大小的影響還是非常大的。一個好的建議是,依照數據類型由小到大的順序進行書寫。
怎樣改動結構體的對齊值
使用預處理指令
#pragma pack(num)
num是結構體的對齊值,比方以下的樣例按四個字節對齊。
#pragma pack(4)
怎樣查看結構體的對齊值
使用預處理命令
#pragma pack(show)
該命令來查看當前的對齊值,可是要註意的是,結果是以warning的形式輸出的,所以要在VS的警告窗體中才看得見。例如以下
warning C4810: value of pragma pack(show) == 8
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