結(jié)構(gòu)體對齊的具體含義(#pragma pack)(轉(zhuǎn)) .
朋友帖了如下一段代碼:
#pragma pack(4)
class TestB
{
public:
int aa;
char a;
short b;
char c;
};
int nSize = sizeof(TestB);
這里nSize結(jié)果為12,在預(yù)料之中。
現(xiàn)在去掉第一個成員變量為如下代碼:
#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的結(jié)果應(yīng)該是8,為什么結(jié)果顯示nSize為6呢?
事實上,很多人對#pragma pack的理解是錯誤的。
#pragma pack規(guī)定的對齊長度,實際使用的規(guī)則是:
結(jié)構(gòu),聯(lián)合,或者類的數(shù)據(jù)成員,第一個放在偏移為0的地方,以后每個數(shù)據(jù)成員的對齊,按照#pragma pack指定的數(shù)值和這個數(shù)據(jù)成員自身長度中,比較小的那個進(jìn)行。
也就是說,當(dāng)#pragma pack的值等于或超過所有數(shù)據(jù)成員長度的時候,這個值的大小將不產(chǎn)生任何效果。
而結(jié)構(gòu)整體的對齊,則按照結(jié)構(gòu)體中最大的數(shù)據(jù)成員 和 #pragma pack指定值 之間,較小的那個進(jìn)行。
具體解釋
#pragma pack(4)
class TestB
{
public:
int aa; //第一個成員,放在[0,3]偏移的位置,
char a; //第二個成員,自身長為1,#pragma pack(4),取小值,也就是1,所以這個成員按一字節(jié)對齊,放在偏移[4]的位置。
short b; //第三個成員,自身長2,#pragma pack(4),取2,按2字節(jié)對齊,所以放在偏移[6,7]的位置。
char c; //第四個,自身長為1,放在[8]的位置。
};
這個類實際占據(jù)的內(nèi)存空間是9字節(jié)
類之間的對齊,是按照類內(nèi)部最大的成員的長度,和#pragma pack規(guī)定的值之中較小的一個對齊的。
所以這個例子中,類之間對齊的長度是min(sizeof(int),4),也就是4。
9按照4字節(jié)圓整的結(jié)果是12,所以sizeof(TestB)是12。
如果
#pragma pack(2)
??? class TestB
{
public:
int aa; //第一個成員,放在[0,3]偏移的位置,
char a; //第二個成員,自身長為1,#pragma pack(4),取小值,也就是1,所以這個成員按一字節(jié)對齊,放在偏移[4]的位置。
short b; //第三個成員,自身長2,#pragma pack(4),取2,按2字節(jié)對齊,所以放在偏移[6,7]的位置。
char c; //第四個,自身長為1,放在[8]的位置。
};
//可以看出,上面的位置完全沒有變化,只是類之間改為按2字節(jié)對齊,9按2圓整的結(jié)果是10。
//所以 sizeof(TestB)是10。
最后看原貼:
現(xiàn)在去掉第一個成員變量為如下代碼:
#pragma pack(4)
class TestC
{
public:
char a;//第一個成員,放在[0]偏移的位置,
short b;//第二個成員,自身長2,#pragma pack(4),取2,按2字節(jié)對齊,所以放在偏移[2,3]的位置。
char c;//第三個,自身長為1,放在[4]的位置。
};
//整個類的大小是5字節(jié),按照min(sizeof(short),4)字節(jié)對齊,也就是2字節(jié)對齊,結(jié)果是6
//所以sizeof(TestC)是6。
感謝 Michael 提出疑問,在此補(bǔ)充:
當(dāng)數(shù)據(jù)定義中出現(xiàn)__declspec(?align()?)時,指定類型的對齊長度還要用自身長度和這里指定的數(shù)值比較,然后取其中較大的。最終類/結(jié)構(gòu)的對齊長度也需要和這個數(shù)值比較,然后取其中較大的。
可以這樣理解, __declspec(?align()?) 和 #pragma pack是一對兄弟,前者規(guī)定了對齊的最小值,后者規(guī)定了對齊的最大值,兩者同時出現(xiàn)時,前者擁有更高的優(yōu)先級。
__declspec(?align()?)的一個特點是,它僅僅規(guī)定了數(shù)據(jù)對齊的位置,而沒有規(guī)定數(shù)據(jù)實際占用的內(nèi)存長度,當(dāng)指定的數(shù)據(jù)被放置在確定的位置之后,其后的數(shù)據(jù)填充仍然是按照#pragma pack規(guī)定的方式填充的,這時候類/結(jié)構(gòu)的實際大小和內(nèi)存格局的規(guī)則是這樣的:
在__declspec(?align()?)之前,數(shù)據(jù)按照#pragma pack規(guī)定的方式填充,如前所述。當(dāng)遇到__declspec(?align()?)的時候,首先尋找距離當(dāng)前偏移向后最近的對齊點(滿足對齊長度為max(數(shù)據(jù)自身長度,指定值) ),然后把被指定的數(shù)據(jù)類型從這個點開始填充,其后的數(shù)據(jù)類型從它的后面開始,仍然按照#pragma pack填充,直到遇到下一個__declspec(?align()?)。
當(dāng)所有數(shù)據(jù)填充完畢,把結(jié)構(gòu)的整體對齊數(shù)值和__declspec(?align()?)規(guī)定的值做比較,取其中較大的作為整個結(jié)構(gòu)的對齊長度。
特別的,當(dāng)__declspec(?align()?)指定的數(shù)值比對應(yīng)類型長度小的時候,這個指定不起作用。