分类: C/C++
2011-04-06 17:57:35
一、什么是字节对齐,为什么要对齐?
现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。
对齐的作用和原因:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方,那么一个读周期就可以读出这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。显然在读取效率上下降很多。
现在去掉第一个成员变量为如下代码:
#pragma pack(4)
class TestC
{
public:
char a;
short b;
char c;
};
int nSize = sizeof(TestC);
按照正常的填充方式nSize的结果应该是8,为什么结果显示nSize为6呢?
事实上,很多人对#pragma pack的理解是错误的。
结构,联合,或者类的数据成员,第一个放在偏移为0的地方,以后每个数据成员的对齐,按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中,比较小的那个进行。
也就是说,当#pragma pack的值等于或超过所有数据成员长度的时候,这个值的大小将不产生任何效果。
具体解释
#pragma pack(4)
class TestB
{
public:
int aa; //第一个成员,放在[0,3]偏移的位置,
char a; //第二个成员,自身长为1,#pragma pack(4),取小值,也就是1,所以这个成员按一字节对齐,放在偏移[4]的位置。
short b; //第三个成员,自身长2,#pragma pack(4),取2,按2字节对齐,所以放在偏移[6,7]的位置。
char c; //第四个,自身长为1,放在[8]的位置。
};
这个类实际占据的内存空间是9字节
类之间的对齐,是按照类内部最大的成员的长度,和#pragma pack规定的值之中较小的一个对齐的。
所以这个例子中,类之间对齐的长度是min(sizeof(int),4),也就是4。
9按照4字节圆整的结果是12,所以sizeof(TestB)是12。
如果
#pragma pack(2)
class TestB
{
public:
int aa; //第一个成员,放在[0,3]偏移的位置,
char a; //第二个成员,自身长为1,#pragma pack(4),取小值,也就是1,所以这个成员按一字节对齐,放在偏移[4]的位置。
short b; //第三个成员,自身长2,#pragma pack(4),取2,按2字节对齐,所以放在偏移[6,7]的位置。
char c; //第四个,自身长为1,放在[8]的位置。
};
//可以看出,上面的位置完全没有变化,只是类之间改为按2字节对齐,9按2圆整的结果是10。
//所以 sizeof(TestB)是10。
Intel和微软和本公司同时出现的面试题
#pragma pack(8)
struct s1{
short a;//1
long b;//4
};
struct s2{
char c;//1
s1 d;//4
long long e;//8
};
#pragma pack()
问
1.sizeof(s2) = ?24
2.s2的c后面空了几个字节接着是d?3