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            C++----字節(jié)對齊方式

            整理自http://m.shnenglu.com/andxie99/archive/2006/10/26/14230.html

            字節(jié)對齊的細節(jié)和編譯器實現(xiàn)相關(guān),但一般而言,滿足三個準(zhǔn)則:

            1)             結(jié)構(gòu)體變量的首地址能夠被其最寬基本類型成員的大小所整除;

            2)              結(jié)構(gòu)體每個成員相對于結(jié)構(gòu)體首地址的偏移量(offset)都是該成員大小的整數(shù)倍,如果是復(fù)合成員則應(yīng)該是該復(fù)合成員最寬基本類型大小的整數(shù)倍,如有需要編譯器會在成員之間加上填充字節(jié)(internal adding);

            3)              結(jié)構(gòu)體的總大小為結(jié)構(gòu)體最寬基本類型成員大小的整數(shù)倍,如有需要編譯器會在最末一個成員之后加上填充字節(jié)(trailing padding)。

            對于上面的準(zhǔn)則,有幾點需要說明:

            1)                  基本類型是指前面提到的像char、short、int、float、double這樣的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型,這里所說的“數(shù)據(jù)寬度”就是指其sizeof的大小。由于結(jié)構(gòu)體的成員可以是復(fù)合類型,比如另外一個結(jié)構(gòu)體,所以在尋找最寬基本類型成員時,應(yīng)當(dāng)包括復(fù)合類型成員的子成員,而不是把復(fù)合成員看成是一個整體。但在確定復(fù)合類型成員的偏移位置時則是將復(fù)合類型作為整體看待。

            2)                   VC6例子

            struct S3
            {
            char c1;
            S1 s;
            char c2
            };

            S1的最寬簡單成員的類型為int,S3在考慮最寬簡單類型成員時是將S1“打散”看的,所以S3的最寬簡單類型為int,這樣,通過S3定義的變量,其存儲空間首地址需要被4整除,整個sizeof(S3)的值也應(yīng)該被4整除。

            c1 的偏移量為0,s的偏移量呢?這時s是一個整體,它作為結(jié)構(gòu)體變量也滿足前面三個準(zhǔn)則,所以其大小為8,偏移量為4,c1與s之間便需要3個填充字節(jié),而 c2與s之間就不需要了,所以c2的偏移量為12,算上c2的大小為13,13是不能被4整除的,這樣末尾還得補上3個填充字節(jié)。最后得到 sizeof(S3)的值為16。

            通過上面的敘述,我們可以得到一個公式:結(jié)構(gòu)體的大小等于最后一個成員的偏移量加上其大小再加上末尾的填充字節(jié)數(shù)目,即:
            sizeof( struct ) = offsetof( last item ) + sizeof( last item ) + sizeof( trailing padding )

            編譯器的pack 指令用來調(diào)整結(jié)構(gòu)體對齊方式的,不同編譯器名稱和用法略有不同,VC6中通過#pragma pack實現(xiàn),也可以直接修改/Zp編譯開關(guān)。#pragma pack的基本用法為:#pragma pack( n ),n為字節(jié)對齊數(shù),其取值為1、2、4、8、16,默認是8,如果這個值比結(jié)構(gòu)體成員的sizeof值小,那么該成員的偏移量應(yīng)該以此值為準(zhǔn),即是說,結(jié)構(gòu)體成員的偏移量應(yīng)該取二者的最小值,公式如下:

            offsetof( item ) = min( n, sizeof( item ) )

            再看示例

            #pragma pack(push) // 將當(dāng)前pack設(shè)置壓棧保存
            #pragma pack(2)// 必須在結(jié)構(gòu)體定義之前使用
            struct S1
            {
            char c;
            int i;
            };
            struct S3
            {
            char c1;
            S1 s;
            char c2
            };

            #pragma pack(pop) // 恢復(fù)先前的pack設(shè)置

            計算sizeof(S1) 時,min(2, sizeof(i))的值為2,所以i的偏移量為2,加上sizeof(i)等于6,能夠被2整除,所以整個S1的大小為6。同樣,對于 sizeof(S3),s的偏移量為2,c2的偏移量為8,加上sizeof(c2)等于9,不能被2整除,添加一個填充字節(jié),所以sizeof(S3) 等于10。“空結(jié)構(gòu)體”(不含數(shù)據(jù)成員)的大小不為0,而是1。試想一個“不占空間”的變量如何被取地址、兩個不同的“空結(jié)構(gòu)體”變量又如何得以區(qū)分呢?于是,“空結(jié)構(gòu)體”變量也得被存儲,這樣編譯器也就只能為其分配一個字節(jié)的空間用于占位了。

            posted on 2009-03-27 10:39 chatler 閱讀(560) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++_BASIS
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