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Merlin

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老師提出一個很有意思的問題:

class b
{
    
char c1;
    
    
long l;
    
    
char c2;
    
double d;

}
;
class b
{
    
char c1;
    
char c2;

        
long l;
    
    
double d;
    
}
;
在存儲的時候用的空間是不一樣大的,前者是24,后者是16,為什么?
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
我在自己的機器上也運行了,的確如此,我知道16是怎么來的, char是2,long是4,double是8,2+2+4+8=16,而24我就太明白了,說地址是4字節(jié)的,char是2,要空兩個字節(jié),那第一個也應(yīng)該是20阿,怎么會是24呢?有明白人的給講講!
posted on 2005-11-11 12:56 Merlin 閱讀(2036) 評論(15)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++

評論

# re: 一個有意思的問題 2005-11-11 13:32 笨笨
你的程序是按照8個字節(jié)對齊的
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# re: 一個有意思的問題 2005-11-11 14:00 nacci
建議你為每個類定義構(gòu)造函數(shù),然后分別生成對象后,觀察每個對象的內(nèi)存布局。在b中,為了和double d對齊,為c2保留了8 bytes的空間。  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-11 16:37 Merlin
為什么就char要對齊阿,而long不用對齊阿?

class b
{
char c1;

long l;

char c2;

long l1;

double d;


};//sizeof(b)=24!
這里面到底是怎么回事啊?  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-11 16:56 shootingstars
字節(jié)對齊是為了提高從內(nèi)存中獲取變量的效率。
如果數(shù)據(jù)總線的寬度是32位,那么每次從內(nèi)存中取數(shù)據(jù)都是從4的倍數(shù)取的。如果不對齊的話,有可能取一個int型數(shù)據(jù)需要兩次操作。

編譯器一般都可以使用編譯指令來控制是否需要字節(jié)對齊。  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-11 17:00 笨笨
如果你是VC的話,使用
#pragma pack(push,8)
#pragma pack(1)//使用一個字節(jié)對齊
你在這里寫代碼
#pragma pack(pop,8)

這種情況不能亂用,因為會降低效率
WINDOWS核心編程介紹字節(jié)對齊的原因  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-11 21:44 Merlin
謝謝了!  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-12 12:30 Merlin
當(dāng)CPU的訪問正確對齊的數(shù)據(jù)時,它的運行效率最高,當(dāng)數(shù)據(jù)大小的數(shù)據(jù)模數(shù)的內(nèi)存地址是0時,數(shù)據(jù)是對齊的。例如:WORD值應(yīng)該是總是從被2除盡的地址開始,而DWORD值應(yīng)該總是從被4除盡的地址開始,數(shù)據(jù)對齊不是內(nèi)存結(jié)構(gòu)的一部分,而是CPU結(jié)構(gòu)的一部分。當(dāng)CPU試圖讀取的數(shù)據(jù)值沒有正確的對齊時,CPU可以執(zhí)行兩種操作之一:產(chǎn)生一個異常條件;執(zhí)行多次對齊的內(nèi)存訪問,以便讀取完整的未對齊的數(shù)據(jù),若多次執(zhí)行內(nèi)存訪問,應(yīng)用程序的運行速度就會慢。在最好的情況下,是兩倍的時間,有時更長。
-------------《Windows核心編程》
不過我還有一點不明白的:
struct s
{

char a;

long int d;

double c;


};//此時是16
struct s
{

char a;

long int d;

double c;

char a1;


};//而此時是24
也就是說a1用了8個,我覺得就沒有道理啊,不是當(dāng)數(shù)據(jù)大小的數(shù)據(jù)模數(shù)的內(nèi)存地址是0時,數(shù)據(jù)是對齊的么? char沒有必要用8個阿!有沒有人明白,幫解釋一下!  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-12 21:21 笨笨
哎,編譯器默認(rèn)是8個行不行呀?  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-12 22:49 fireup
編譯器默認(rèn)的對齊是8字節(jié)對齊。

兩個結(jié)構(gòu)在內(nèi)存中的分配分別如下圖
0 4 8
+-------+-------+
|char |long | 0-7
+-------+-------+
|char | 8-15
+---------------+
|double | 16-23
+---------------+

0 4 8
+-------+-------+
|c|c| |long | 0-7
+-------+-------+
|double | 8-15
+---------------+

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# re: 一個有意思的問題 2005-11-13 11:10 味全每日C++
還是應(yīng)該注意這一點 #pragma pack(8)
默認(rèn)32位是8 ,不排除有的時候讓你計算 #pragma pack(4) 的情況..  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-11-27 02:09
學(xué)習(xí)  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2005-12-30 10:48 發(fā)
當(dāng)CPU的訪問正確對齊的數(shù)據(jù)時,它的運行效率最高,當(dāng)數(shù)據(jù)大小的數(shù)據(jù)模數(shù)的內(nèi)存地址是0時,數(shù)據(jù)是對齊的。例如:WORD值應(yīng)該是總是從被2除盡的地址開始,而DWORD值應(yīng)該總是從被4除盡的地址開始,數(shù)據(jù)對齊不是內(nèi)存結(jié)構(gòu)的一部分,而是CPU結(jié)構(gòu)的一部分。當(dāng)CPU試圖讀取的數(shù)據(jù)值沒有正確的對齊時,CPU可以執(zhí)行兩種操作之一:產(chǎn)生一個異常條件;執(zhí)行多次對齊的內(nèi)存訪問,以便讀取完整的未對齊的數(shù)據(jù),若多次執(zhí)行內(nèi)存訪問,應(yīng)用程序的運行速度就會慢。在最好的情況下,是兩倍的時間,有時更長。
-------------《Windows核心編程》
不過我還有一點不明白的:
struct s
{

char a;

long int d;

double c;


};//此時是16
struct s
{

char a;

long int d;

double c;

char a1;


};//而此時是24
也就是說a1用了8個,我覺得就沒有道理啊,不是當(dāng)數(shù)據(jù)大小的數(shù)據(jù)模數(shù)的內(nèi)存地址是0時,數(shù)據(jù)是對齊的么? char沒有必要用8個阿!有沒有人明白,幫解釋一下!
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

除了結(jié)構(gòu)體內(nèi)的成員變量要求對齊外,結(jié)構(gòu)自身也是需要對齊的。結(jié)構(gòu)體成員的對齊是用成員本身的大小和#pragma pack(push,n)中的n中較小的數(shù)對齊,例如如果成員大小為2,而你指定的對齊方式是4,則該成員按2對齊;結(jié)構(gòu)本身的對其是用結(jié)構(gòu)中最大成員的大小和#pragma pack(push,n)中的n較小的數(shù)對齊,例如如果結(jié)構(gòu)中最大成員大小8,而你指定對齊是16,則結(jié)構(gòu)本身按8對齊。

對于
struct s
{

char a;

long int d;

double c;


};//此時是16
編譯器默認(rèn)的一般是8字節(jié)對齊。
a大小是1,它就按1字節(jié)對齊(因為比指定的8小),存儲在0偏移的地方;b大小4,它就按4字節(jié)對齊(因為比指定的8小),存在偏移4--7的位置,c大小8,它按8字節(jié)對齊,存在偏移8--15的位置。這樣3個成員共占用了16字節(jié)。由于該結(jié)構(gòu)最大成員c大小為8,所以結(jié)構(gòu)按8字節(jié)對齊,16按8園整還是16,因此sizeof s = 16。

而對于
struct s
{

char a;

long int d;

double c;

char a1;


};//而此時是24
前3個成員和上面一樣存儲,即a在0位置,d在4--7位置,c在8--16位置,但a1按一字節(jié)對齊,存在偏移17位置,這樣4個成員占用了17字節(jié);整個結(jié)構(gòu)還要按8對齊(因為結(jié)構(gòu)最大成員c大小為8),17按8圓整后是24,因此此時sizeof s = 24。

如果你指定編譯器按4字節(jié)對齊,即你在開頭加上#pragma pack(push,4)
則對于前者為12,后者為16。
我用的是vc7.1。





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# re: 一個有意思的問題 2005-12-30 11:03 發(fā)
除了結(jié)構(gòu)體內(nèi)的成員變量要求對齊外,結(jié)構(gòu)自身也是需要對齊的。結(jié)構(gòu)體成員的對齊是用成員本身的大小和#pragma pack(push,n)中的n相比,取較小的數(shù)對齊,例如如果成員大小為2,而你指定的對齊方式是4,則該成員按2對齊;結(jié)構(gòu)本身的對其是用結(jié)構(gòu)中所有成員對齊的最大數(shù)和#pragma pack(push,n)中的n相比,取較小的數(shù)對齊。

對于
struct s
{

char a;

long int d;

double c;


};//此時是16
編譯器默認(rèn)的一般是8字節(jié)對齊。
a大小是1,它就按1字節(jié)對齊(因為比指定的8小),存儲在0偏移的地方;b大小4,它就按4字節(jié)對齊(因為比指定的8小),存在偏移4--7的位置,c大小8,它按8字節(jié)對齊,存在偏移8--15的位置。這樣3個成員共占用了16字節(jié)。由于該結(jié)構(gòu)成員c對齊方式為8,是所有成員中最大的,所以結(jié)構(gòu)按8字節(jié)對齊,16按8園整還是16,因此sizeof s = 16。

而對于
struct s
{

char a;

long int d;

double c;

char a1;


};//而此時是24
前3個成員和上面一樣存儲,即a在0位置,d在4--7位置,c在8--16位置,但a1按一字節(jié)對齊,存在偏移17位置,這樣4個成員占用了17字節(jié);整個結(jié)構(gòu)還要按8對齊為結(jié)17按8圓整后是24,因此此時sizeof s = 24。

如果你指定編譯器按4字節(jié)對齊,即你在開頭加上#pragma pack(push,4)
則對于前者為12,后者為16。
我用的是vc7.1。
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# re: 一個有意思的問題 2006-04-06 11:42 clever101
re發(fā):

照你的說法:
#pragma pack(push,4)

struct s1
{

char a;

long int d;

double c;


};

struct s2
{

char a;

long int d;

double c;

char a1;


};

s1的大小應(yīng)該是16,s2的大小應(yīng)該是20。事實上也是這樣的。我在VC上作了測試。我的系統(tǒng)環(huán)境:win2000,vc6.0。  回復(fù)  更多評論
  

# re: 一個有意思的問題 2006-06-30 16:38 cn
對階!  回復(fù)  更多評論
  

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