C語言之#pragma pack或者__packed學習
C語言之#pragma pack學習
轉自：http://www.cppblog.com/range/archive/2011/07/15/151094.html
最近除錯網路的服務端程式，自己寫了一個小客戶端程式來測試，發現服務程式解包錯誤。經除錯發現客戶端的協議頭大小和伺服器端的協議頭大小不一致。原因是伺服器端加了#pragma pack(1),而客戶端沒加。
之前沒接觸過這個編譯巨集，現在來認真學習之。
首先google之~~
原來#pragma pack有幾種形式，我所接觸到的是#pragma pack(n)，即變數以n位元組對齊。
變數對齊在每個系統中是不一樣的，預設的對齊方式能有效的提高cpu取指取數的速度，但是可能會浪費一定的空間。在網路程式中採用#pragma pack(1),即變數緊縮，不但可以減少網路流量，還可以相容各種系統，不會因為系統對齊方式不同而導致解包錯誤。
瞭解了概念和優點，現在我們就來測試之~
平臺：CPU—Pentium E5700 記憶體—2G
1.作業系統：ubuntu 11.04 32bit 編譯器：G++ 4.5.2
2.作業系統：windows xp 編譯器：VS2010
先看第一個測試。
結構體在正常情況和緊縮情況在以上不同環境下佔用的記憶體大小。
1 struct pack { 2 int i; 3 short s; 4 double d; 5 char c; 6 short f; 7 }
測試結果為：
1：
2：
測試結果分析：
可以看出緊縮後結構體的大小為15，是結構體內建型別大小的和。但是在預設情況下，結構體的大小都是對齊位元組數的倍數。ubuntu下pack只需要20個位元組，而windows要24個位元組。這是因為ubuntu是以4位元組對齊，而windows則是以最大的內建型別的位元組數對齊，在結構體內最大的內建型別為double，其大小為8個位元組。他們在記憶體中的對齊方式如下圖：
1：
2：
還需注意的是，在對齊型別的內部都是以2位元組對齊的。
結論：在預設情況下，linux作業系統是以4位元組對齊，windows作業系統則是以最大的內建型別對齊。
第二個測試
一個結構體內包含另外一個結構體，其大小的情況。
內部的結構體為
1 struct pack { 2 short s; 3 double d; 4 }
外部的結構體為
1 struct complex _pack{
2 char c; 3 struct pack s; 4 double d; 5 };
我們有四種情況：
1. pack緊縮，complex _pack緊縮
2. pack緊縮，complex _pack預設
3. pack預設，complex _pack緊縮
4. pack預設，complex _pack預設
以下的排列均按此順序。
測試的結果
1：
2：
測試結果分析：
在兩個作業系統下，除了第一種情況----內結構體和外結構體都緊縮----相同之外，其他三種情況都不相同。我們可以根據偏移畫出結構體在記憶體中的情況。第一種情況省略。
1：
2：
結論：#pragma pack隻影響當前結構體的變數的對齊情況，並不會影響結構體內部的結構體變數的排列情況。或者說#pragma pack的作用域只是一層。我們由第三種情況，內部結構體正常，外部結構體緊縮，可以得出結構體的對齊是按偏移計算的。
這裡還有一個問題沒解決，為什麼第二種情況內部結構體的偏移都是1?不是4或者8？