#pragma pack(n) 设置内存对齐

转载自：http://blog.csdn.net/21aspnet/article/details/6730124
http://blog.csdn.net/bxyill/article/details/8130893
在C语言中，结构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（如数组、结构、联合等）的数据单元。在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（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。

例如，下面的结构各成员空间分配情况：

struct test

{

char x1;

short x2;

float x3;

char x4;

};

结 构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节 对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字 节。在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面 填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。

更改C编译器的缺省字节对齐方式

在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。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)，C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。

另外，还有如下的一种方式：

· __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。

· __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。

以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

下面有一道在 CSDN论坛 上讨论火热的题：

Intel和微软等公司同时出现的面试题

#pragma pack(8)

struct s1{

short a;

long b;

};

struct s2{

char c;

s1 d;

long long e;

};

#pragma pack()

问

1.sizeof(s2) = ?

2.s2的c后面空了几个字节接着是d?

结果如下：

sizeof(S2)结果为24.

成员对齐有一个重要的条件,即每个成员分别对齐.即每个成员按自己的方式对齐.

也就是说上面虽然指定了按8字节对齐,但并不是所有的成员都是以8字节对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节.

S1中,成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;

S2 中,c和S1中的a一样,按1字节对齐,而d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是 按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节 的空,从第16个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.这样,一共使用了24个字节.

a b

S1的内存布局：11**,1111,

c S1.a S1.b d

S2的内存布局：1***,11**,1111,****11111111

这里有三点很重要:

1.每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度

2.复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度

3.对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐

为了提高CPU的存储效率，编译器往往对class 和 struct 自定义类型进行内存对齐。

内存对齐的规则视编译器不同而不同。

example:

[cpp] view
plaincopy

#include <iostream>

using namespace std;

#pragma pack(4)

class CTest

{

private:

char ch;

int n;

static char sch;

public:

CTest():ch('\0'),n(0)

{

}

virtual void mem_fun()

{

}

};

char CTest::sch = '\0';

class B

{

public:

static int n;

};

int B::n = 0;

void main()

{

cout << sizeof(CTest);

cout << sizeof(B);

}

这种情况下 输出：12 1

也就是CTest 大小为12字节。

B的大小为1字节。

[cpp] view
plaincopy

#include <iostream>

using namespace std;

#pragma pack(1)

class CTest

{

private:

char ch;

int n;

static char sch;

public:

CTest():ch('\0'),n(0)

{

}

virtual void mem_fun()

{

}

};

char CTest::sch = '\0';

class B

{

public:

static int n;

};

int B::n = 0;

void main()

{

cout << sizeof(CTest);

cout << sizeof(B);

}

这种情况输出：9 1

可见CTest大小为9

B的大小为1