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在C语言中,结构是一种复合数据类型,其构成元素既可以是基本数据类型(如int、long、float等)的变 量,也可以是一些复合数据类型(如数组、结构、联合等)的数据单元。在结构中,编译器为结构的每个成员按其自然对界(alignment)条件分配空间。 各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储,第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

例如,下面的结构各成员空间分配情况:

struct test

{

     char x1;

     short x2;

     float x3;

     char x4;

};

结构的第一个成员x1,其偏移地址为0,占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型,其起始地址必须2字节 对界,因此,编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上,在它们前面不需要额外的填充字 节。在test结构中,成员x3要求4字节对界,是该结构所有成员中要求的最大对界单元,因而test结构的自然对界条件为4字节,编译器在成员x4后面 填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。

更改C编译器的缺省字节对齐方式

在缺省情况下,C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件:

     · 使用伪指令#pragma pack (n),C编译器将按照n个字节对齐。

     · 使用伪指令#pragma pack (),取消自定义字节对齐方式。

另外,还有如下的一种方式:

     · __attribute((aligned (n))),让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n,则按照最大成员的长度来对齐。

     · __attribute__ ((packed)),取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。

以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

( via http://blog.csdn.net/wenddy112/articles/300583.aspx )

下面有一道在 CSDN论坛 上讨论火热的题:

Intel和微软和本公司同时出现的面试题

#pragma pack(8)

struct s1{

short a;

long b;

};

struct s2{

char c;

s1 d;

long long e;

};

#pragma pack()



1.sizeof(s2) = ?

2.s2的c后面空了几个字节接着是d?

感谢 redleaves(ID最吊的网友)  的解答,结果如下:

sizeof(S2)结果为24.

成员对齐有一个重要的条件,即每个成员分别对齐.即每个成员按自己的方式对齐.

也就是说上面虽然指定了按8字节对齐,但并不是所有的成员都是以8字节对齐.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.

S1中,成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;

S2中,c和S1中的a一样,按1字节对齐,而d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是 按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节 的空,从第16个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.这样,一共使用了24个字节.

                          a    b

S1的内存布局:11**,1111,

                          c    S1.a S1.b     d

S2的内存布局:1***,11**,1111,****11111111

这里有三点很重要:

1.每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度

2.复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度

3.对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐

补充一下,对于数组,比如:

char a[3];这种,它的对齐方式和分别写3个char是一样的.也就是说它还是按1个字节对齐.

如果写: typedef char Array3[3];

Array3这种类型的对齐方式还是按1个字节对齐,而不是按它的长度.

不论类型是什么,对齐的边界一定是1,2,4,8,16,32,64....中的一个.


posted on 2007-12-23 19:44 sdfasdf 阅读(327) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C++

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