C/C++结构体字节对齐详解

发表于:2014-5-22 09:57

字体: | 上一篇 | 下一篇 | 我要投稿

 作者:wo17fang    来源:51Testing软件测试网采编

  注意:成员对齐有一个重要的条件,即每个成员按自己的方式对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里默认是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节.
  结构体(struct)的sizeof值,并不是简单的将其中各元素所占字节相加,而是要考虑到存储空间的字节对齐问题。先看下面定义的两个结构体.
struct
{
char a;
short b;
char c;
}S1;
struct
{
char a;
char b;
short c;
}S2;
  分别用程序测试得出sizeof(S1)=6 , sizeof(S2)=4
  可见,虽然两个结构体所含的元素相同,但因为其中存放的元素类型顺序不一样,所占字节也出现差异。这就是字节对齐原因。通过字节对齐,有助于加快计算机的取数速度,否则就得多花指令周期。
  字节对齐原则
  结构体默认的字节对齐一般满足三个准则:
  1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除;
  2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量(offset,即每个成员的起始地址)都是成员自身大小的整数倍,如有需要编译器会在成员之间加上填充字节(internal adding);
  3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍,如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节(trailing padding)。
  注意:当结构体成员里面有数组成员时,如int a[10],要看成10个整形变量才参与计算。
  通过这三个原则,就不难理解上面两个struct的差异了.
  对于struct S1, 为了使short变量满足字节对其准则(2), 即其存储位置相对于结构体首地址的offset是自身大小(short占2个字节)的整数倍,必须在字节a后面填充一个字节以对齐;再由准则(3),为了 满足结构体总大小为short大小的整数倍,必须再在c后面填充一个字节。
  对于struct S2, 却不必如上所述的填充字节,因为其直接顺序存储已经满足了对齐准则。
  如果将上面两个结构体中的short都改为int(占4个字节), 那么会怎么样呢? 程序得出sizeof(S1)=12, sizeof(S2)=8
  利用上面的准则,也不难计算得出这样的结果。S1中在a后面填充3个字节、在c后面填充3个字节,这样一共12个字节;S2中在a、b顺序存储之后填充两个字节用以对其,这样一共就8个字节。
  当然,在某些时候也可以设置字节对齐方式。这就需要使用 #pragma pack 。
#pragma pack(push) //压栈保存
#pragma pack(1)// 设置1字节对齐
struct
{
char a;
short b;
char c;
}S1;
#pragma pack(pop) // 恢复先前设置
21/212>
《2023软件测试行业现状调查报告》独家发布~

关注51Testing

联系我们

快捷面板 站点地图 联系我们 广告服务 关于我们 站长统计 发展历程

法律顾问:上海兰迪律师事务所 项棋律师
版权所有 上海博为峰软件技术股份有限公司 Copyright©51testing.com 2003-2024
投诉及意见反馈:webmaster@51testing.com; 业务联系:service@51testing.com 021-64471599-8017

沪ICP备05003035号

沪公网安备 31010102002173号