sizeof：（含位域）結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊，壓縮存儲(chǔ)

在此特別感謝在百度知道里幫我解答疑惑的confuciuskg。
注：沒(méi)有額外聲明的結(jié)果均是在VC++環(huán)境中測(cè)試得到的結(jié)果。
1. sizeof 給出其操作數(shù)存儲(chǔ)字節(jié)大小。
2. 內(nèi)存對(duì)齊：
概念：實(shí)際的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)基本數(shù)據(jù)類型在內(nèi)存中存放有限制。他們要求這些數(shù)據(jù)的首地址是某個(gè)數(shù)k的倍數(shù)，k被稱作對(duì)齊模數(shù)(alignment modulus).
作用：一是簡(jiǎn)化處理器與內(nèi)存之間傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（這個(gè)我是不懂的）；二是提升讀取數(shù)據(jù)的速度。
對(duì)齊準(zhǔn)則：
對(duì)于VC：
a. 結(jié)構(gòu)體變量的首地址能被其最寬數(shù)據(jù)類型成員的大小所整除。這個(gè)最寬數(shù)據(jù)類型大小作為對(duì)齊模數(shù)。
b. 結(jié)構(gòu)體每個(gè)成員相對(duì)于結(jié)構(gòu)體首地址的偏移量（offset）都是這個(gè)成員大小的整數(shù)倍。
c. 結(jié)構(gòu)體的總大小對(duì)齊模數(shù)的倍數(shù)。
對(duì)于GNU GCC：
區(qū)別是其對(duì)齊模數(shù)對(duì)大只能是4，根據(jù)上面的原則得出大于4的值時(shí)以4替代。
3. 結(jié)構(gòu)體位域：
有些信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)，而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位（一個(gè)字節(jié)8個(gè)二進(jìn)制位）。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C語(yǔ)言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域， 并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。 這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。
注意：一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中，不能跨字節(jié)。一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中，不能跨兩個(gè)字節(jié)。如一個(gè)字節(jié)所?？臻g不夠存放另一位域時(shí)，應(yīng)從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開(kāi)始。（從這里也能看出一個(gè)位域不能超過(guò)8）。
4.含位域結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊：
a. 如果相鄰位域類型相同，位寬之和小于類型的sizeof大小,則后面的字段緊鄰前一個(gè)字段存儲(chǔ)，直到不能容納為止；
b. 如果相鄰位域類型相同，位寬之和大于類型的sizeof大小，則后面的字段將從新的存儲(chǔ)單元開(kāi)始，其偏移量為其類型大小的整數(shù)倍；
c. 如果相鄰位域類型不用，則vc6采取不壓縮方式，dev-c++ 和GCC都采取壓縮方式。
5. 非壓縮存儲(chǔ)：
依然要滿足不含位域結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊準(zhǔn)則第2條，i成員相對(duì)于結(jié)構(gòu)體首地址的偏移應(yīng)該是4的整數(shù)倍，所以c成員后要填充3個(gè)字節(jié)，然后再開(kāi)辟4個(gè)字節(jié)的空間作為int型，其中4位用來(lái)存放i，所以上面結(jié)構(gòu)體在VC中所占空間為8個(gè)字節(jié)；而對(duì)于采用壓縮方式的編譯器來(lái)說(shuō)，遵循不含位域結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊準(zhǔn)則第2條，不同的是，如果填充的3個(gè)字節(jié)能容納后面成員的位，則壓縮到填充字節(jié)中，不能容納，則要單獨(dú)開(kāi)辟空間，所以上面結(jié)構(gòu)體T0在GCC或者Dev-C++中所占空間應(yīng)該是4個(gè)字節(jié)。
6. 嵌套結(jié)構(gòu)體的sizeof：  對(duì)齊模數(shù)的選擇只能是根據(jù)基本數(shù)據(jù)類型，所以對(duì)于結(jié)構(gòu)體中嵌套結(jié)構(gòu)體，只能考慮其拆分的基本數(shù)據(jù)類型。對(duì)于對(duì)齊準(zhǔn)則中的第2條，也是根據(jù)內(nèi)層結(jié)構(gòu)體中基本數(shù)據(jù)類型的最寬長(zhǎng)度（而不是網(wǎng)上大量轉(zhuǎn)載的要將整個(gè)結(jié)構(gòu)體看成是一個(gè)成員，成員大小按照該結(jié)構(gòu)體根據(jù)對(duì)齊準(zhǔn)則判斷所得的大?。?。給個(gè)例子予以說(shuō)明：
 
7. 類對(duì)象的sizeof：類對(duì)象在內(nèi)存中存放的方式和結(jié)構(gòu)體類似，這里就不再說(shuō)明。需要指出的是，類對(duì)象的大小只是包括類中非靜態(tài)成員變量所占的空間，因?yàn)殪o態(tài)變量的存儲(chǔ)位置與結(jié)構(gòu)或者類的實(shí)例地址無(wú)關(guān)。如果有虛函數(shù)，那么再另外增加一個(gè)指針?biāo)嫉目臻g即可。
8. 一些修改對(duì)齊模數(shù)的命令
#pragma pack(push) //保存對(duì)齊狀態(tài)
#pragma pack(n) /設(shè)置對(duì)齊模數(shù)（選擇n和一般情況下選出來(lái)的模數(shù)的較小者做對(duì)齊模數(shù)）
#pragma pack(pop) //恢復(fù)對(duì)齊狀態(tài)

posted on 2009-04-25 11:33 幸運(yùn)草 閱讀(3352) 評(píng)論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++