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分类: C/C++

2008-09-09 15:40:34

经常会遇到要求sizeof(struct)的问题,由于要涉及到字节对齐的问题,而且不同平台结果也有所不同,所以,现对vc下的字节对齐总结一下:
struct test
{

    
double m4;
    
char m1;
    
int m3;
}


在默认情况下,VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的
字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。
??类型 对齐方式(变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量)
??Char 偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数
??Short 偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数
??int ??偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数
??float ??偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数
??double ? 偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数
??各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间,同时按照上面的对齐方式调整位置,
空缺的字节VC会自动填充。同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边界数(即该结构中占用最大空间的类型
所占用的字节数)的倍数,所以在为最后一个成员变量申请空间后,还会根据需要自动填充空缺的字节。
为上面的结构分配空间的时候,VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式,先为第一个
成员dda1分配空间,其起始地址跟结构的起始地址相同(刚好偏移量0刚好为sizeof(doub
le)的倍数),该成员变量占用sizeof(double)=8个字节;接下来为第二个成员dda分配空
间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8,是sizeof(char)的倍数
,所以把dda存放在偏移量为8的地方满足对齐方式,该成员变量占用 sizeof(char)=1个字
节;接下来为第三个成员type分配空间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址
的偏移量为9,不是sizeof (int)=4的倍数,为了满足对齐方式对偏移量的约束问题,VC自
动填充3个字节(这三个字节没有放什么东西),这时下一个可以分配的地址对于结构的起
始地址的偏移量为12,刚好是sizeof(int)
=4的倍数,所以把type存放在偏移量为12的地方
,该成员变量占用sizeof(int)=4个字节;这时整个结构的成员变量已经都分配了空间,总
的占用的空间大小为:8+1+3+4=16,刚好为结构的字节边界数(即结构中占用最大空间的
类型所占用的字节数sizeof(double)=8)的倍数,所以没有空缺的字节需要填充。所以整
个结构的大小为:sizeof(MyStruct)=8+1+ 3+4=16,其中有3个字节是VC自动填充的,没有
放任何有意义的东西。
同样,将这个结构的元素调换下
struct test1
{
    
    
    
char m1;
    
double m4;
   
int m3;
}
其大小变为24;


VC 中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存


放的起始地址的偏移量有两种情况:第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数,那么偏


移量必须满足默认的对齐方式,第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数,那么偏移


量为n的倍数,不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条件,分下面两种情况


:如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数,那么结构的总大小必须为占用空间最大的


变量占用的空间数的倍数;
??
??否则必须为n的倍数。下面举例说明其用法。
??#pragma pack(push) //保存对齐状态
??#pragma pack(4)//设定为4字节对齐
??struct test
??{
?? char m1;
?? double m4;
?? int m3;
??};
??#pragma pack(pop)//恢复对齐状态

??以上结构的大小为16,下面分析其存储情况,首先为m1分配空间,其偏移量为0,满足


我们自己设定的对齐方式(4字节对齐),m1占用1个字节。接着开始为 m4分配空间,这时


其偏移量为1,需要补足3个字节,这样使偏移量满足为n=4的倍数(因为sizeof(double)大


于n),m4占用8个字节。接着为m3分配空间,这时其偏移量为12,满足为4的倍数,m3占用


4个字节。这时已经为所有成员变量分配了空间,共分配了16个字节,满足为n的倍数。如


果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(16),那么我们可以得到结构的大小为24。


(请读者自己分析)
??
??2、 sizeof用法总结
??
??在VC中,sizeof有着许多的用法,而且很容易引起一些错误。下面根据sizeof后面的


参数对sizeof的用法做个总结。 ??
??A. 参数为数据类型或者为一般变量。例如sizeof(int),sizeof(long)等等。这种情


况要注意的是不同系统系统或者不同编译器得到的结果可能是不同的。例如int类型在16位


系统中占2个字节,在32位系统中占4个字节。
??B. 参数为数组或指针。下面举例说明.
??int a[50]; //sizeof(a)=4*50=200; 求数组所占的空间大小
??int *a=new int[50];// sizeof(a)=4; a为一个指针,sizeof(a)是求指针
?? //的大小,在32位系统中,当然是占4个字节。
??C. 参数为结构或类。Sizeof应用在类和结构的处理情况是相同的。但有两点需要注


意,第一、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响,因为静态变量的存


储位置与结构或者类的实例地址无关。
??第二、没有成员变量的结构或类的大小为1,因为必须保证结构或类的每一
??个实例在内存中都有唯一的地址。
??下面举例说明,
??Class Test{int a;static double c};//sizeof(Test)=4.
??Test *s;//sizeof(s)=4,s为一个指针。
??Class test1{ };//sizeof(test1)=1;
??D. 参数为其他。下面举例说明。
?? int func(char s[5]);
?? {
?? cout?? //以sizeof(s)实际上为求指针的大小。
?? return 1;
??}
??sizeof(func(“1234”))=4//因为func的返回类型为int,所以相当于
?? //求sizeof(int).
??以上为sizeof的基本用法,在实际的使用中要注意分析VC的分配变量的分配策略,这


样的话可以避免一些错误
#pragma pack(1)
struct test
{
static int a;
double m4;
char m1;

int m3;
}这个结构体的大小为13,可以自己分析下:)
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