c++对齐方式总结(上)

发现从网上获得的这些信息上受益匪浅，同时感慨人家怎么那么牛，不仅技术牛，而且文章写的也好呢！真是自叹不如，同时也想实践一下，记录一下自己的学习心得，练练自己的文笔，不求能帮得上大家，但求能在这个网上结识一些朋友，大家互相学习，共同进步

编译器要对c++代码进行编译时需要按照相应的类型为变量分配内存空间，最为人们熟知的就是那五个空间了：栈，堆，全局数据区，常量区和代码区。现在知道了哪些变量存放在哪些空间里了，但是在相应的空间里又是如何存放的呢？相信很多人都已经知道了，我也知道了。

对齐方式有三种规则，看网上已经很详细了，我还是想用自己的话再说一遍吧：

 

 

 1. 数据成员对齐规则： 内存为类，结构体或联合体分配内存时，首先可以确定这些对象的首地址，类、结构体或联合体的的成员变量在内存从相对于首地址的offset=0处开始分配内存，分配时遵循如下原则：比较这个变量的类型所占字节数m和#paragma pack(n)中指定的n的大小，如果m>n，用offset%n，如果m<n，用offset%m,如果结果==0，那么此变量便分配在以offset为偏移地址的m个字节处，offset+=m;如果结果！=0，那么采用补齐原则，offset一直加到%m为0时为止，然后再以此时的offset为偏移地址，分配此变量，最后offset+=m; 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. 含有对象组合的对齐规则：各个基本类型成员的对齐方式是不变的，遇到对象的情况下，要在符合这个对象中各个数据类型的字节数的公倍数进行对齐，否则，可能会导致对象内部不对齐。

下面用网上的例子和我的改进加以说明

试验：通过#pragma pack(n)改变“对齐系数”，然后察看sizeof(struct test_t)的值。

 1字节对齐(#pragma pack(1))

输出结果：sizeof(struct test_t) = 8

分析过程：

1) 成员数据对齐

#pragma pack(1)

struct test_t {

 int a;  /* 长度4 > 1 按1对齐；起始offset=0 0%1=0；存放位置区间[0,3] */

 char b;  /* 长度1 = 1 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */

 short c; /* 长度2 > 1 按1对齐；起始offset=5 5%1=0；存放位置区间[5,6] */

 char d;  /* 长度1 = 1 按1对齐；起始offset=7 7%1=0；存放位置区间[7] */

};

#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 /* 8%1=0 */ [注1]

 

2字节对齐(#pragma pack(2))

输出结果：sizeof(struct test_t) = 10

分析过程：

1) 成员数据对齐

#pragma pack(2)

struct test_t {

 int a;  /* 长度4 > 2 按2对齐；起始offset=0 0%2=0；存放位置区间[0,3] */

 char b;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */

 short c; /* 长度2 = 2 按2对齐；offset 需要按照原则1自增，直到起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */

 char d;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8] */

};

#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 /* 10%2=0 */

 

4字节对齐(#pragma pack(4))

 

输出结果：sizeof(struct test_t) = 12

分析过程：

1) 成员数据对齐

#pragma pack(4)

struct test_t {

 int a;  /* 长度4 = 4 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */

 char b;  /* 长度1 < 4 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */

 short c; /* 长度2 < 4 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */

 char d;  /* 长度1 < 4 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8] */

};

#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 /* 12%4=0 */