c/c++ 中的内存对齐
2014-10-05 13:00
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32位linux 下:
class A
{
char c1 ;
} ;
sizeof(A) == 1 而非 4,这点有点出乎意料!按照对齐要求,在32位环境中默认的对齐是按照4字节来的,但是这里似乎没有表现出4字节的对齐要求!class B这样定义
class B
{
char c1 ;
short s1 ;
};
这个时候sizeof(B) == 4 而非 3 ,又体现出了4字节对齐的准则,对齐像是有选择性的!
其实对齐是在一定的条件下才会产生的,当类或者结构体中 data members 的类型长度不一致的时候才会产生对齐操作。这个对齐操作是编译器来自动完成的,当然按多少个字
节对齐还是程序员本身能控制的!在程序的首行使用#pragma pack(N)或者在编译的时候加上-fpack-struct=N (N代表安多少字节对齐)即可改变对齐方式。
在class A中,只有一种类型的data member ,char类型的长度都是1,并没有出现类型长度不一致的情况,所以不会出现对齐操作!但是对于class B则就不一样了,short类型的
长度和char类型的长度是不一致的,这就触发了编译器的对齐操作,所以sizeof(B) == 4而非 3,以下这个例子可以佐证这个说法。
class C
{
char c1,c2,c3,c4 ;
char c5 ;
};
sizeof(C) == 5 class C五个成员都是char类型,类型长度一致,不触发对齐操作。
既然知道了对齐操作的触发条件,那么按照4来对齐到底是什么意思呢?class B的大小sizeof(B)==4,这个因对齐而产生的填充字节被填充的位置有两中情况。第一中情况:在
c1和s1之间填充了这个字节,第二种情况:在s1之后填充这个字节,而c1和s1之间是紧挨着的!
程序输出事实证明,填充是第一种情况下的填充!如下例:
class D
{
public:
char c1 ;
short s1 ;
};
&c1 == 0xbff23cfc
&s1 == 0xbff23cfe
从结果可以看出,0xbff23cfe - 0xbff23cfc == 1也就是说中间空了一个字节,不然的话,s1的地址应该从0xbff23cfd开始的。也就是说,对齐是按照对象或者结构体中 data
members 中类型长度最大的一个来进行补齐操作的,注意这里的类型指的是内置类型,比如int,char等!下面一个例子是个佐证:
class E
{
char c1 ;
short s1 ;
char c2 ;
};
则sizeof(E) == 6而非8,但是默认的4字节对齐这个4字节貌似在对齐中没起到什么作用,其实默认4还是有作用的,一旦data members 中的类型长度超过了4 那么就只按照4来
进行对齐处理比如double 就是8个字节,但是程序不会按照最长的double来进行对齐操作而是按照4来进行对齐处理。下面是一个佐证:
class F
{
double d1 ;
int i1 ;
};
sizeof(F) == 12 而不是16
所以对于对齐的长度可以这么说:在类或者结构体的data members中类型长度如果有超过4(默认情况下)的,则按照4来进行对齐处理,如果没有超过4的,则按照类型长度最大
的来处理!
class A
{
char c1 ;
} ;
sizeof(A) == 1 而非 4,这点有点出乎意料!按照对齐要求,在32位环境中默认的对齐是按照4字节来的,但是这里似乎没有表现出4字节的对齐要求!class B这样定义
class B
{
char c1 ;
short s1 ;
};
这个时候sizeof(B) == 4 而非 3 ,又体现出了4字节对齐的准则,对齐像是有选择性的!
其实对齐是在一定的条件下才会产生的,当类或者结构体中 data members 的类型长度不一致的时候才会产生对齐操作。这个对齐操作是编译器来自动完成的,当然按多少个字
节对齐还是程序员本身能控制的!在程序的首行使用#pragma pack(N)或者在编译的时候加上-fpack-struct=N (N代表安多少字节对齐)即可改变对齐方式。
在class A中,只有一种类型的data member ,char类型的长度都是1,并没有出现类型长度不一致的情况,所以不会出现对齐操作!但是对于class B则就不一样了,short类型的
长度和char类型的长度是不一致的,这就触发了编译器的对齐操作,所以sizeof(B) == 4而非 3,以下这个例子可以佐证这个说法。
class C
{
char c1,c2,c3,c4 ;
char c5 ;
};
sizeof(C) == 5 class C五个成员都是char类型,类型长度一致,不触发对齐操作。
既然知道了对齐操作的触发条件,那么按照4来对齐到底是什么意思呢?class B的大小sizeof(B)==4,这个因对齐而产生的填充字节被填充的位置有两中情况。第一中情况:在
c1和s1之间填充了这个字节,第二种情况:在s1之后填充这个字节,而c1和s1之间是紧挨着的!
程序输出事实证明,填充是第一种情况下的填充!如下例:
class D
{
public:
char c1 ;
short s1 ;
};
&c1 == 0xbff23cfc
&s1 == 0xbff23cfe
从结果可以看出,0xbff23cfe - 0xbff23cfc == 1也就是说中间空了一个字节,不然的话,s1的地址应该从0xbff23cfd开始的。也就是说,对齐是按照对象或者结构体中 data
members 中类型长度最大的一个来进行补齐操作的,注意这里的类型指的是内置类型,比如int,char等!下面一个例子是个佐证:
class E
{
char c1 ;
short s1 ;
char c2 ;
};
则sizeof(E) == 6而非8,但是默认的4字节对齐这个4字节貌似在对齐中没起到什么作用,其实默认4还是有作用的,一旦data members 中的类型长度超过了4 那么就只按照4来
进行对齐处理比如double 就是8个字节,但是程序不会按照最长的double来进行对齐操作而是按照4来进行对齐处理。下面是一个佐证:
class F
{
double d1 ;
int i1 ;
};
sizeof(F) == 12 而不是16
所以对于对齐的长度可以这么说:在类或者结构体的data members中类型长度如果有超过4(默认情况下)的,则按照4来进行对齐处理,如果没有超过4的,则按照类型长度最大
的来处理!
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