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  • c/c++ 编译器内存对齐问题

    C语言结构体对齐问题详解

    转载自:http://blog.csdn.net/tiany524/article/details/6295551

    测试环境32位机 WinXP:

    编译器VC6(MS cl.exe ) 和 mingw32-gcc-4.5.2

    1 结构体数据对齐(没有#pragma pack()宏定义)

    结构体对齐可以总结为三个基本原则

    数据成员对齐规则:

    结构体的数据成员中,第一个成员从offset为0的地址开始,以后每一个成员存储的起始位置为该成员大小的整数倍(在win32中int为32bit也即4字节对齐)

    结构体作为成员:

    如果一个结构体1作为另一个结构体2的数据成员,则在结构体2中结构体1要从1内部成员最大的整数倍地址开始存储。

    结构体的总大小(sizeof):

    为该结构体内部最大基本类型的整数倍,不足的要补齐,而不是简单的所有成员的大小总和。

    举例说明

    struct{

    short a;

    short b;

    short c; }A; sizeof(A) = 6;(vc6与gcc相同)

    struct{

    long a;

    short c; }A; sizeof(A) = 8;(vc6与gcc相同),根据原则③

    它的内存分配为: a1 a2 a3 a4 , c1 c2 x x(a1为a的第一个字节,x为补齐字节,下同)

    struct{

    int a;

    char b;

    short c; }A;

    sizeof(A) = 8;

    A的内存分配为: a1 a2 a3 a4, b1 x c1 c2(原则1)

    struct{

    char a;

    int b;

    short c; }A1;

    sizeof(A1) = 12; (vc6与gcc相同)

    A1的内存分配为: a1 x x x, b1 b2 b3 b4, c1 c2 x x

    下面是更复杂的情况,结构体作为成员

    struct{

    int a;

    doubl b;

    short c; }A; // sizeof(A) = 24 (vc6与gcc相同)

    struct{

        char a,b;

    int c;

    double d;

    short e;

    struct A h;

    }B;

    sizeof(B) = 48 //(vc6与gcc相同)

    A的内存分布: a1 a2 a3 a4 x x x x, b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b7, c1 c2 x x x x x x

    B的内存分布:a1 b1 x x, c1 c2 c3 c4 , d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8, e1 e2 x x x x, A的分布

    2 加入#pragma pack()宏定义)

    #pragma pack(1)

    上面的AB大小分别为14,30,对应于AB的内存分布,去掉x。

    pack(2)时为14,30

    pack(4)时为16,36

    3 结构体的位域

    结构体中引入位于是为了压缩存储空间。而且位于成员不能单独计算sizeof。

    位域大致有5条基本规则。

    ① 如果相邻字段的类型相同,且位宽之和小于该类型的sizeof(), 则可以紧邻着前一个字段存储,直到不能在容纳位置;

    struct{

    char a:2;

    char b:4;

    char c:5; }A; // sizeof(A) = 2

    内存分布: a1 a2 x x, b1 b2 b3 b4, c1 c2 c3 c4 c5 x x x,这里每一个代表一个bit,与上一节不同

    struct{

    int a:2;

    int b:3;

    int c:3; }A; // sizeof(A) = 4, 参照后面的原则5

    ②如果相邻字段的类型相同,但是位宽之和大于该类型的sizeof(), 则后面的字段将从新的存储单元开始存储,且offset为其类型大小的整数倍;

    struct{

    char a:6;

    char b:3;

    char c:3; }A; // sizeof(A) = 2

    struct{

    int a:20;

    int b:20;

    int c:3; }A; // sizeof(A) = 8, 同时参照后面的原则5

    ③如果相邻位域字段类型不同,各编译器的处理不同,VC6不压缩,GCC压缩。

    struct{

    int a:4;

    char b:1;

    int c:3; }A;

    sizeof(A) = 12, VC6

    sizeof(A) = 4, gcc, 压缩了为什么不是3? 同时参照后面的原则5

    ④如果位域字段之间插入非位域字段,各编译器的处理不同

    struct{

    int a:4;

    char b;

    int c:3; }A;

    sizeof(A) = 12, VC6

    sizeof(A) = 4, gcc, a1 a2 a3 a4 x x x x ,b1~b8, c1 c2 c3 x x x x x

    struct{

    char a:4;

    char b;

    char c:3; }A;

    sizeof(A) = 3, VC6

    sizeof(A) = 3, gcc,

    ⑤整个结构体的总大小为其最宽基本类型的整数倍。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Sunlnx/p/3366678.html
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