• C++结构变量数据对齐问题 分类: C/C++ 2015-07-03 09:07 157人阅读 评论(0) 收藏


    为了避免混淆,做如下规定,以下代码若不加特殊说明都运行于32位平台,结构体的默认对齐值是8,各数据类型所占字节数分别为

    char占一个字节

    int占四个字节

    double占八个字节。

    两个例子

    请问下面的结构体大小是多少?

    struct Test { char c ; int i ; };

    这个呢?

    struct Test1 { int i ; double d ; char c ; };

    在公布答案之前先看一下对齐的规则。

    对齐规则

    一般来说,结构体的对齐规则是先按数据类型自身进行对齐,然后再按整个结构体进行对齐,对齐值必须是2的幂,比如1,2, 4, 8, 16。如果一个类型按n字节对齐,那么该类型的变量起始地址必须是n的倍数。比如int按四字节对齐,那么int类型的变量起始地址一定是4的倍数,比如0x0012ff60,0x0012ff48等。

     

    数据自身的对齐

    数据自身的对齐值通常就是数据类型所占的空间大小,比如int类型占四个字节,那么它的对齐值就是4

    整个结构体的对齐

    整个结构体的对齐值一般是结构体中最大数据类型所占的空间,比如下面这个结构体的对齐值就是8,因为double类型占8个字节。

    struct Test2 { int i ; double d ; };

    例子答案

    有了上面的基础,再回过头去看看一开始的两个例子

    先看结构体Test

    1 c是char类型,按1个字节对齐

    2 i是int类型,按四个字节对齐,所以在c和i之间实际上空了三个字节。

    整个结构体一共是1 + 3(补齐)+ 4 = 8字节。

    再看Test1

    i是int类型,按4字节对齐

    d是double类型,按8字节对齐,所以i和d之间空了4字节

    c是char类型,按1字节对齐。

    所以整个结构体是 4(i) + 4(补齐)+ 8(d) + 1(c) =  17字节,注意!还没完,整个结构体还没有对齐,因为结构体中空间最大的类型是double,所以整个结构体按8字节对齐,那么最终结果就是17 + 7(补齐) = 24字节。

    书写结构体的建议

    我们对Test1做一点改动

    struct Test1 { char c ; int i ; double d ; };

    这时Test1的大小就变成了16,而不是24了,节省了8个字节!可见结构体中成员的书写顺序对结构体大小的影响还是很大的,一个好的建议是,按照数据类型由小到大的顺序进行书写。

       

    如何修改结构体的对齐值

    使用预处理指令

    #pragma pack(num)

    num是结构体的对齐值,比如下面的例子按四个字节对齐。

    #pragma pack(4)

    如何查看结构体的对齐值

    使用预处理命令

    #pragma pack(show)

    该命令来查看当前的对齐值,但是要注意的是,结果是以warning的形式输出的,所以要在VS的警告窗口中才看得见,如下

    warning C4810: value of pragma pack(show) == 8   

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