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分类: WINDOWS

2012-03-19 10:24:41

struct的成员对齐
1 自然对界
struct 是一种复合数据类型,其构成元素既可以是基本数据类型(如int、long、float 等)的变量,也可以是一些复合数据类型(如array、struct、union 等)的数据单元。对于结构体,编译器会自动进行成员变量的对齐,以提高运算效率。缺省情况下,编译器为结构体的每个成员按其自然对界(natural alignment)条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储,第一个成员的地址和整个结构的地址相同。
自然对界(natural alignment)即默认对齐方式,是指按结构体的成员中size 最大的成员对齐。注:这里的最大指整形数据,实型,结构体成员不在此例。见后面实例程序。
例如:
struct naturalalign
{
char a;
short b;
char c;
};
在上述结构体中,size 最大的是short,其长度为2 字节,因而结构体中的char 成员a、c 都以2 为单位对齐,sizeof(naturalalign)的结果等于6;
如果改为:
struct naturalalign
{
char a;
int b;
char c;
};
其结果显然为12。
再来看如下代码:

typedef union {long i; int k[5]; char c;} DATE;
struct data { int cat;  double dog;} too;
struct data2 { char cat; int dag;} tt;
struct data3 { char cat; double dag;} ;
struct data4 { char cat; DATE dag;} ;
struct data5 { char cat; unsigned short int dag;};
struct data6 { int cat; unsigned short int dag;};
struct data7 { char cat; char *dag;};
struct data8 { char cat; unsigned short int dag;int a;};
struct data9 { char cat; int a;unsigned short int x;};
struct data10 { int cat; unsigned short int dag;char a;};
void main(void)
{
  DATE max;
  printf("%d\n",sizeof(struct data));//输出12,其中双精度实型为8字节,是按四个字节对齐,估整型也按4字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data2));//输出8,其中整型为4字节,按四个字节对齐,字符型按4字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data3));//输出12,其中双精度实型为8字节,按四个字节对齐,字符型按4字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data4));//输出24,其中联合体为20字节,按四个字节对齐,字符型按4字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data5));//输出4,其中短整型为2字节,按2个字节对齐,字符型按2字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data6));//输出8,其中整型为4字节,按四个字节对齐,短整型按4字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data7));//输出8,其中所有指针在内存均占4字节,按四个字节对齐,估短整型按4字节对齐
  printf("%d\n",sizeof(struct data8));//输出8,为保证a按四个字节对齐,前面必须也是四字节对齐,dag刚好为2字节,估char后必须留出1字节的空间,这样就是8字节。
printf("%d\n",sizeof(struct data9));//输出12,为保证num按四个字节对齐,char后必须留出3字节的空间;同时为保证整个结构的自然对齐(这里是4字节对齐),在x后还要补齐2个字节,这样就是12字节。
printf("%d\n",sizeof(struct data10));//输出8,
  printf("%d\n",sizeof(struct data)+sizeof(max));//输出32,其中联合体为20字节,sizeof(struct data)为12字节
}


2 指定对界
一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件:
· 使用伪指令#pragma pack (n),编译器将按照n 个字节对齐;
· 使用伪指令#pragma pack (),取消自定义字节对齐方式。
注意:如果#pragma pack (n)中指定的n 大于结构体中最大成员的size,则其不起作用,结构体
仍然按照size 最大的成员进行对界。
例如:
#pragma pack (n)
struct naturalalign
{
char a;
int b;
char c;
};
#pragma pack ()
当n 为4、8、16 时,其对齐方式均一样,sizeof(naturalalign)的结果都等于12。而当n 为2
时,其发挥了作用,使得sizeof(naturalalign)的结果为6。
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