C/C++ 笔记（零碎点）

1）a = a + 5; 与 a += 5；的区别。

 

    二者在广义上是等价。D.Ritchie 在C语言中引入复合运算符的主要目的是为了提高编译的效率以产生高质量的执行代码。因为这些运算符的功能基本上都能用一二条机器指令来完成。

 

2）在C++中long 与 int 的区别

 

NameDescriptionSize*Range*charCharacter or small integer.1bytesigned: -128 to 127
unsigned: 0 to 255short int
(short)Short Integer.2bytessigned: -32768 to 32767
unsigned: 0 to 65535intInteger.4bytessigned: -2147483648 to 2147483647
unsigned: 0 to 4294967295long int
(long)Long integer.4bytessigned: -2147483648 to 2147483647
unsigned: 0 to 4294967295boolBoolean value. It can take one of two values: true or false.1bytetrue or falsefloatFloating point number.4bytes+/- 3.4e +/- 38 (~7 digits)doubleDouble precision floating point number.8bytes+/- 1.7e +/- 308 (~15 digits)long doubleLong double precision floating point number.8bytes+/- 1.7e +/- 308 (~15 digits)wchar_tWide character.2 or 4 bytes1 wide character

 因此在这里可以看出long与int是没有区别的。

但是，在印象中long与int还是有区别的，应该是在表示的范围内有差别，这是为什么？

拜拜Google大神之后得到一个比较满意的结果：

integer 分long integer 和 short integer 两种，视不同的编译器，单单integer 表示不同的数据类型。

在tc 里int 默认为两个字节，范围在-32768～32767；而在vc里默认为4 个字节，范围在-2147483648～2147483647.

long 总是表示4 个字节的数据。

 

 

3）struct对象的大小计算：

struct address{ char* name; long int number; char* street; char* town; char state[2]; long zip;};

 

结构类型对象的大小未必是其成员的大小之和，这是因为很多机器要求将确定类型的对象分配在某种与机器的系统相关的边界上，或者是在采用适当分配的要求下能更有效的处理这些对象。

 

union和struct类型的大小计算:

对于union，对齐的大小是最大的基本元素的对齐大小，对象的大小必须是该基本元素大小的整数倍。
如:
Union U1
{
     char a[9];
     Int  b;
};
对齐为4字节对齐，大小为大于9并且为4的倍数，为12。
若其中的int b改为double，则对齐为8，大小为16。

复杂一点的情况:
Union U2
{
     U1 a;
     Double b;
};
对齐是double的大小，为8，大小应当为是16。

对于stuct，对齐的大小也是最大的基本元素的对齐的大小，对象的大小需要考虑元素的对齐，并且需要是最大基本元素的整数倍。

Struct S1
{
    Char a[13];
    Double c;
};
对齐大小为8，大小为24。

Struct S2
{
    S1 a;
    U1 b;
};
S1对齐大小为8，U1对齐大小为4,因此S2的对齐大小8，体积大小为大于24+12且要为8的倍数，结果为40。


这里所说的union和struct的对齐，是指其作为其他复杂对象中的元素的时候要求的对齐，对于本身大小的计算并没有关系。本身的大小只和其所包含的基本元素的对齐有关系。


struct的大小和内部元素的排列是有很大关系的，因此在使用struct的时候，安排好元素的位置，可以减少结构体的大小。
如:
struct S3
{

     char b;

     int c;

     char d[13];
};
根据之前的原则，因为c需要4字节对齐，因此b之后会有3字节空余。所以1+3(空余)+4+13=21，要求为4的倍数，则为24。
若更改为
struct S4
{
    char b;
    char d[13];
    Int c;
};
则c之前会空余2字节，所以1+13+2+4=20，并且已经为4的倍数，所以大小就是20。


关于#pragma_pack()，该标示用于重新指定对齐的大小，当元素的对齐大于指定的对齐大小的时候，会采用指定的大小，若小于，则指定的对齐大小不会产生效果。
如:
Union U3
{
Char a[9];
Double b;
};
该union的对齐为8，大小为16(大于9且为8的倍数)。
若加上
#pragma_pack(4)
则对于U3中的基本元素b,其对齐由原来的8变为4，而a的对齐仍然是1，则U3的对齐为4，大小为12。
当然U3的对齐也由8变成了4。

 

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总结上述转载的文章：

 

1）根据不同类型寻址的跨度不同，例如char的跨度是1字节，short是2字节而int是4字节，同理可推double、float、longlong等。

如果当前成员的寻址跨度小于下一个成员的寻址跨度，那么当前的成员必须要求与下一个成员寻址跨度相同，以保证下一个成员能够被寻址。

否则不必发生改变。

2）结构对象的大小必须是最大基本类型大小的整数倍。

 

 

装载另一篇博文：

 

在最近的项目中，我们涉及到了“内存对齐”技术。对于大部分程序员来说，“内存对齐”对他们来说都应该是“透明的”。“内存对齐”应该是编译器的 “管辖范围”。编译器为程序中的每个“数据单元”安排在适当的位置上。但是C语言的一个特点就是太灵活，太强大，它允许你干预“内存对齐”。如果你想了解更加底层的秘密，“内存对齐”对你就不应该再透明了。

    一、内存对齐的原因
大部分的参考资料都是如是说的：
1、平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
2、性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

    二、对齐规则
每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。

规则：
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，以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。
2、结构(或联合)的整体对齐规则：在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。
3、结合1、2颗推断：当#pragma pack的n值等于或超过所有数据成员长度的时候，这个n值的大小将不产生任何效果。

    三、试验
我们通过一系列例子的详细说明来证明这个规则吧!
我试验用的编译器包括GCC 3.4.2和VC6.0的C编译器，平台为Windows XP + Sp2。

我们将用典型的struct对齐来说明。首先我们定义一个struct：
#pragma pack(n)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack(n)
首先我们首先确认在试验平台上的各个类型的size，经验证两个编译器的输出均为：
sizeof(char) = 1
sizeof(short) = 2
sizeof(int) = 4

我们的试验过程如下：通过#pragma pack(n)改变“对齐系数”，然后察看sizeof(struct test_t)的值。

1、1字节对齐(#pragma pack(1))
输出结果：sizeof(struct test_t) = 8 [两个编译器输出一致]
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(1)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
成员总大小=8

2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 1) = 1
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 8 [注1]

2、2字节对齐(#pragma pack(2))
输出结果：sizeof(struct test_t) = 10 [两个编译器输出一致]
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(2)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
成员总大小=9

2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 10

3、4字节对齐(#pragma pack(4))
输出结果：sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(4)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
成员总大小=9

2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 4) = 4
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12

4、8字节对齐(#pragma pack(8))
输出结果：sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(8)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
成员总大小=9

2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 8) = 4
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12


5、16字节对齐(#pragma pack(16))
输出结果：sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(16)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
成员总大小=9

2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 16) = 4
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12

    四、结论
8字节和16字节对齐试验证明了“规则”的第3点：“当#pragma pack的n值等于或超过所有数据成员长度的时候，这个n值的大小将不产生任何效果”。另外内存对齐是个很复杂的东西，上面所说的在有些时候也可能不正确。呵呵^_^ 

 

五、类的sizeof大小一般是类中的所有成员的sizeof大小之和，这个就不用多说。 不过有两点需要注意：

1）当类中含有虚成员函数的时候，例如：
class B
{
float a;
public:
virtual void fun(void);
}
此时sizeof(B)的大小为8，而不是4。因为在类中隐藏了一个指针，该指针指向虚函数表，正因为如此，
使得C++能够支持多态，即在运行时绑定函数的地址。

2）另一个要注意的是，当类中没有任何成员变量，也没有虚函数的时候，该类的大小是多少呢？
例如：
class B2
{
void fun(void);
}
此时sizeof(B2)的值是多少呢？在C++早期的编译器中，这个值为0；然而当创建这样的对象时，
它们与紧接着它们后面的对象有相同的地址。比如：
B2 b2;
int a;
那么对象b2与变量a有相同的地址，这样的话对对象b2地址的操作就会影响变量a。所以在现在大多数编译器中，该值的大小为1。


    如果有虚函数，则sizeof值为类的数据成员的大小加上VTBL（指针，4字节），再加上其基类的数据成员的大小。如果是多重继承，还得加上各基类的VTBL。 


   [sammy的思考1] 什么是“圆整”？
    举例说明：如上面的8字节对齐中的“整体对齐”，整体大小=9 按 4 圆整 = 12 圆整的过程：从9开始每次加一，看是否能被4整除，这里9，10，11均不能被4整除，到12时可以，则圆整结束。

[sammy的思考2]

sammy在调试中发现Union和Struct的计算方法有所不同，除了上述的对齐等规则以外，Union是计算其中最大的字节数，而Struct是相加。如

Union U1
     {
         Char a[9];
         Int b;
     };

sizeof(U1)=12

而结构体：

Struct S1
     {
         Char a[9];
         Int b;
     };

sizeof(S1)=16

   [sammy的思考2]

   对于有多个虚函数的类，其大小也只要多计算一个指针的字节数。因为该指针指向虚函数表，只是一个入口指针，而并不是计算所有虚函数的首地址指针。