分类： C/C++
2012-02-28 11:04:47
转载：http://blog.csdn.net/hairetz/archive/2009/04/16/4084088.aspx
请牢记以下3条原则:(在没有#pragma pack宏的情况下)
１:数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始(比如int在３２位机为４字节,则要从４的整数倍地址开始存储。
２:结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储.)
３:收尾工作:结构体的总大小,也就是sizeof的结果,.必须是其内部最大成员的整数倍.不足的要补齐.
等你看完此３条原则,２分钟已经过去,抓紧时间,实战３分钟:
typedef struct bb
{
int id; //[0]....[3]
double weight; //[8].....[15] 原则１
float height; //[16]..[19],总长要为８的整数倍,补齐[20]...[23] 原则３
}BB;
typedef struct aa
{
char name[2]; //[0],[1]
int id; //[4]...[7] 原则１
double score; //[8]....[15]
short grade; //[16],[17]
BB b; //[24]......[47] 原则２
}AA;
int main()
{
AA a;
cout<
}
结果是
48 24
ok,上面的全看明白了,内存对齐基本过关.
再讲讲#pragma pack().
在代码前加一句#pragma pack(1),你会很高兴的发现,上面的代码输出为
32 16
bb是4+8+4=16,aa是2+4+8+2+16=32;
这不是理想中的没有内存对齐的世界吗.没错,#pragma pack(1),告诉编译器,所有的对齐都按照1的整数倍对齐,换句话说就是没有对齐规则.
明白了不?
那#pragma pack(2)的结果又是多少呢?对不起,５分钟到了,自己去测试吧.
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一会搞定union内存字节对齐也是转载一个论坛的回复：
其实union(共用体)的各个成员是以同一个地址开始存放的,每一个时刻只可以存储一个成员,这样就要求它在分配内存单元时候要满足两点:
1.一般而言,共用体类型实际占用存储空间为其最长的成员所占的存储空间；
2.若是该最长的存储空间对其他成员的元类型(如果是数组,取其类型的数据长度,例int a[5]为4)不满足整除关系,该最大空间自动延伸;
我们来看看这段代码:
union mm{
char a;//元长度1
int b[5];//元长度4
double c;//元长度8
int d[3];
};
本来mm的空间应该是sizeof(int)*5=20;但是如果只是20个单元的话,那可以存几个double型(8位)呢?两个半?当然不可以,所以mm的空间延伸为既要大于20,又要满足其他成员所需空间的整数倍,即24
所以union的存储空间先看它的成员中哪个占的空间最大,拿他与其他成员的元长度比较,如果可以整除,ok
v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} Normal 0 7.8 磅 0 2 false false false EN-US ZH-CN X-NONE MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:普通表格; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.5pt; mso-bidi-font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:宋体; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-font-kerning:1.0pt;}
struct的成员对齐
Intel、微软等公司曾经出过一道类似的面试题：
1. ＃i nclude
2. #pragma pack(8)
3. struct example1
4. {
5. short a;
6. long b;
7. };
8. struct example2
9. {
10. char c;
11. example1 struct1;
12. short e;
13. };
14. #pragma pack()
15. int main(int argc, char* argv[])
16. {
17. example2 struct2;
18. cout << sizeof(example1) << endl;
19. cout << sizeof(example2) << endl;
20. cout << (unsigned int)(&struct2.struct1) - (unsigned
int)(&struct2)
<< endl;
21. return 0;
22. }
问程序的输入结果是什么？
答案是：
8
16
4
不明白？还是不明白？下面一一道来：
2.1 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。
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。
2.2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8。
在VC++ 6.0编译器中，我们可以指定其对界方式，其操作方式为依次选择projetct >setting > C/C++菜单，在struct member alignment中指定你要的对界方式。
v\:* {behavior:url(#default#VML);}
o\:* {behavior:url(#default#VML);}
w\:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}
Normal
0
7.8 磅
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EN-US
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X-NONE
MicrosoftInternetExplorer4
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:普通表格;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
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mso-style-qformat:yes;
mso-style-parent:"";
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font-size:10.5pt;
mso-bidi-font-size:11.0pt;
font-family:"Calibri","sans-serif";
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
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mso-hansi-theme-font:minor-latin;
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mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-font-kerning:1.0pt;}
另外，通过__attribute((aligned (n)))也可以让所作用的结构体成员对齐在n字节边界上，但是它较少被使用，因而不作详细讲解。
2.3 面试题的解答
至此，我们可以对Intel、微软的面试题进行全面的解答。
程序中第2行#pragma pack (8)虽然指定了对界为8，但是由于struct example1中的成员最大size为4（long变量size为4），故struct example1仍然按4字节对界，struct example1的size为8，即第18行的输出结果；
struct example2中包含了struct example1，其本身包含的简单数据成员的最大size为2（short变量e），但是因为其包含了struct example1，而struct example1中的最大成员size为4，struct example2也应以4对界，#pragma pack (8)中指定的对界对struct example2也不起作用，故19行的输出结果为16；
由于struct example2中的成员以4为单位对界，故其char变量c后应补充3个空，其后才是成员struct1的内存空间，20行的输出结果为4。
3. C和C++间struct的深层区别
在C++语言中struct具有了“类” 的功能，其与关键字class的区别在于struct中成员变量和函数的默认访问权限为public，而class的为private。
例如，定义struct类和class类：
struct structA
{
char a;
…
}
class classB
{
char a;
…
}
则：
struct A a;
a.a = 'a'; //访问public成员，合法
classB b;
b.a = 'a'; //访问private成员，不合法
许多文献写到这里就认为已经给出了C++中struct和class的全部区别，实则不然，另外一点需要注意的是：
C++中的struct保持了对C中struct的全面兼容（这符合C++的初衷——“a better c”），因而，下面的操作是合法的：
//定义struct
struct structA
{
char a;
char b;
int c;
};
structA a = {'a' , 'a' ,1}; // 定义时直接赋初值
即struct可以在定义的时候直接以{ }对其成员变量赋初值，而class则不能，在经典书目《thinking C++ 2nd edition》中作者对此点进行了强调。
4. struct编程注意事项
看看下面的程序：
1. ＃i nclude
2. struct structA
3. {
4. int iMember;
5. char *cMember;
6. };
7. int main(int argc, char* argv[])
8. {
9. structA instant1,instant2;
10.char c = 'a';
11. instant1.iMember = 1;
12. instant1.cMember = &c;
13.instant2 = instant1;
14.cout << *(instant1.cMember) << endl;
15.*(instant2.cMember) = 'b';
16. cout << *(instant1.cMember) << endl;
17. return 0;
}
14行的输出结果是：a
16行的输出结果是：b
Why?我们在15行对instant2的修改改变了instant1中成员的值！
原因在于13行的instant2 = instant1赋值语句采用的是变量逐个拷贝，这使得instant1和instant2中的cMember指向了同一片内存，因而对instant2的修改也是对instant1的修改。
在C语言中，当结构体中存在指针型成员时，一定要注意在采用赋值语句时是否将2个实例中的指针型成员指向了同一片内存。
在C++语言中，当结构体中存在指针型成员时，我们需要重写struct的拷贝构造函数并进行“=”操作符重载。
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c语言中的结构（struct）和联合（union）简介
看到有朋友介绍union，我以前还没有用过这个东西呢，也不懂，就去搜了点资料来看，也转给大家，希望坛子里的给予改正或补充。谢谢！
联 合(union)
1. 联合说明和联合变量定义
联合也是一种新的数据类型, 它是一种特殊形式的变量。
联合说明和联合变量定义与结构十分相似。其形式为:
union 联合名{
数据类型 成员名;
数据类型 成员名;
...
} 联合变量名;
联合表示几个变量公用一个内存位置, 在不同的时间保存不同的数据类型
和不同长度的变量。
下例表示说明一个联合a_bc:
union a_bc{
int i;
char mm;
};
再用已说明的联合可定义联合变量。
例如用上面说明的联合定义一个名为lgc的联合变量, 可写成:
union a_bc lgc;
在联合变量lgc中, 整型量i和字符mm公用同一内存位置。
当一个联合被说明时, 编译程序自动地产生一个变量, 其长度为联合中最大的变量长度。
联合访问其成员的方法与结构相同。同样联合变量也可以定义成数组或指针,但定义为指针时, 也要用"->;"符号, 此时联合访问成员可表示成:
联合名->;成员名
另外, 联合既可以出现在结构内, 它的成员也可以是结构。
例如:
struct{
int age;
char *addr;
union{
int i;
char *ch;
}x;
}y[10];
若要访问结构变量y[1]中联合x的成员i, 可以写成:
y[1].x.i;
若要访问结构变量y[2]中联合x的字符串指针ch的第一个字符可写成:
*y[2].x.ch;
若写成"y[2].x.*ch;"是错误的。
2. 结构和联合的区别
结构和联合有下列区别:
1. 结构和联合都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, 联合转只存放了一个被选中的成员, 而结构的所有成员都存在。
2. 对于联合的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于结构的不同成员赋值是互不影响的。
下面举一个例了来加对深联合的理解。
例4:
main()
{
union{
/*定义一个联合*/
int i;
struct{
/*在联合中定义一个结构*/
char first;
char second;
}half;
}number;
number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/
printf("%c%c\n", number.half.first, mumber.half.second);
number.half.first='a'; /*联合中结构成员赋值*/
number.half.second='b';
printf("%x\n", number.i);
getch();
}
输出结果为:
AB
6261
从上例结果可以看出: 当给i赋值后, 其低八位也就是first和second的值;当给first和second赋字符后, 这两个字符的ASCII码也将作为i 的低八位和高八位。
原文：http://blog.csdn.net/vincent_1011/article/details/4479965
