教你5分鐘輕松搞定內(nèi)存字節(jié)對齊

更新時(shí)間：2013年09月17日 10:16:06 作者：

隨便google一下,人家就可以跟你解釋的,一大堆的道理,我們沒怎么多時(shí)間,討論為何要對齊.直入主題,怎么判斷內(nèi)存對齊規(guī)則,sizeof的結(jié)果怎么來的,請牢記以下3條原則

寫出一個(gè)struct,然后sizeof,你會(huì)不會(huì)經(jīng)常對結(jié)果感到奇怪?sizeof的結(jié)果往往都比你聲明的變量總長度要大,這是怎么回事呢?講講字節(jié)對齊吧.

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如果體系結(jié)構(gòu)是不對齊的，A中的成員將會(huì)一個(gè)挨一個(gè)存儲(chǔ)，從而sizeof(a)為11。顯然對齊更浪費(fèi)了空間。那么為什么要使用對齊呢？

體系結(jié)構(gòu)的對齊和不對齊，是在時(shí)間和空間上的一個(gè)權(quán)衡。對齊節(jié)省了時(shí)間。假設(shè)一個(gè)體系結(jié)構(gòu)的字長為w，那么它同時(shí)就假設(shè)了在這種體系結(jié)構(gòu)上對寬度為w的數(shù)據(jù)的處理最頻繁也是最重要的。它的設(shè)計(jì)也是從優(yōu)先提高對w位數(shù)據(jù)操作的效率來考慮的。比如說讀寫時(shí).............此處省略５０萬字

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上面是你隨便google一下,人家就可以跟你解釋的,一大堆的道理,我們沒怎么多時(shí)間,討論為何要對齊.直入主題,怎么判斷內(nèi)存對齊規(guī)則,sizeof的結(jié)果怎么來的,請牢記以下3條原則：(在沒有#pragma pack宏的情況下，務(wù)必看完最后一行)

１:數(shù)據(jù)成員對齊規(guī)則：結(jié)構(gòu)(struct)(或聯(lián)合(union))的數(shù)據(jù)成員，第一個(gè)數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地方，以后每個(gè)數(shù)據(jù)成員存儲(chǔ)的起始位置要從該成員大小或者成員的子成員大?。ㄖ灰摮蓡T有子成員，比如說是數(shù)組，結(jié)構(gòu)體等）的整數(shù)倍開始(比如int在３２位機(jī)為４字節(jié),則要從４的整數(shù)倍地址開始存儲(chǔ)。

２:結(jié)構(gòu)體作為成員：如果一個(gè)結(jié)構(gòu)里有某些結(jié)構(gòu)體成員,則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開始存儲(chǔ).(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲(chǔ).)

３:收尾工作：結(jié)構(gòu)體的總大小,也就是sizeof的結(jié)果,.必須是其內(nèi)部最大成員的整數(shù)倍.不足的要補(bǔ)齊.

等你看完此３條原則,２分鐘已經(jīng)過去,抓緊時(shí)間,實(shí)戰(zhàn)３分鐘:

復(fù)制代碼代碼如下:

typedef struct bb
{
int id;             //[0]....[3]
double weight;      //[8].....[15]　　　　　　原則１
float height;      //[16]..[19],總長要為８的整數(shù)倍,補(bǔ)齊[20]...[23]　　　　　原則３
}BB;

typedef struct aa
{
char name[2]; //[0],[1]
int id; //[4]...[7]　　　　　　　　　　原則１

double score;     //[8]....[15]　　　　
short grade;    //[16],[17]　　　　　　　　
BB b;             //[24]......[47]　　　　　　　　　　原則２
}AA;

int main()
{
AA a;
cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(BB)<<endl;
return 0;
}

結(jié)果是

48 24
ok,上面的全看明白了,內(nèi)存對齊基本過關(guān).

再講講#pragma pack().

在代碼前加一句#pragma pack(1),你會(huì)很高興的發(fā)現(xiàn),上面的代碼輸出為

32 16
bb是4+8+4=16,aa是2+4+8+2+16=32;

這不是理想中的沒有內(nèi)存對齊的世界嗎.沒錯(cuò),#pragma pack(1),告訴編譯器,所有的對齊都按照1的整數(shù)倍對齊,換句話說就是沒有對齊規(guī)則.

明白了不？

那#pragma pack(2)的結(jié)果又是多少呢?對不起,５分鐘到了,自己去測試吧.

ps:Vc,Vs等編譯器默認(rèn)是#pragma pack(8)，所以測試我們的規(guī)則會(huì)正常；注意gcc默認(rèn)是#pragma pack(4)，并且gcc只支持1,2,4對齊。套用三原則里計(jì)算的對齊值是不能大于#pragma pack指定的n值。