sizeof与#pragma预编译指令

来源:互联网 发布:穷人突破阶级知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 03:07

#pragma pack(push) //保存
#pragma pack(n)//n 可取1,2,4,8
#pragma pack(pop)
(g++中, #pragma pack(push)与#pragma pack(n)应合并为#pragma pack(push,n)
sizeof的计算分2步
1、结构体中变量域偏移对齐
n规定了结构体中变量域偏移对齐的位置
默认为当前变量类型的所占字节数

2、结构体总字节数对齐
经过对第1步对齐算出结构体总字节数还必须满足整除
对齐结构体中最大字节数的变量类型的字节数或指定的n(n大于最大字节数时忽略n,使用最大的字节数)

注:若结构体中无变量成员,则结构体至少占1字节,好让编译器给该结构体变量分配内存地址
如:
(1)
struct A{
    char a; //offset 0, align 1[sizeof(char)]
    int b;//offset 4, align 4[sizeof(int)]
   short c;//offset 8,align 2 [sizeof(short)]
};
第1步算出1+(3)+4+2=10
第2步最大字节数的类型的字节数为4[sizeof(int)],10+(2)=12才整除4
最终结构sizeof(A)==12

(2)
struct B{
    char a; //offset 0, align 1[sizeof(char)]
    short b;//offset 2,align 2 [sizeof(short)]
     double c;//offset 8, align 8[sizeof(double)]
};
第1步算出1+(1)+2+(4)+8=12
第2步最大字节数的类型的字节数为8[sizeof(double)],12+(4)=16才整除8
最终结构sizeof(B)==16

(3)
#pragma pack(push) //save pack
#pragma pack(4)//n=4
struct C{
    char a; //offset 0, align 1[sizeof(char)],1<n,对齐1就已经足够了
    short b;//offset 2,align 2 [sizeof(short)],2<n,对齐2就已经足够了
     double c;//offset 4, align 4[n],8[sizeof(double)]>n,程序员要求对齐n即4以节省空间
};
#pragma pack(pop) //reload pack
第1步算出1+(1)+2+8=12
第2步最大字节数的类型的字节数为8[sizeof(double)],8>n,程序员要求仅对齐4,而12%4==0,所以无需调整
最终结构sizeof(C)==12

下面有一道在 CSDN论坛 上讨论火热的题:

Intel和微软和本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()


1.sizeof(s2) = ?
2.s2的c后面空了几个字节接着是d?

感谢 redleaves(ID最吊的网友) 的解答,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

补充一下,对于数组,比如:
char a[3];这种,它的对齐方式和分别写3个char是一样的.也就是说它还是按1个字节对齐.

struct A
{
   int n;
   char s[9];
   char c;
   double p;

};

sizeof(A) ==24
如果写: typedef char Array3[3];
Array3这种类型的对齐方式还是按1个字节对齐,而不是按它的长度.
不论类型是什么,对齐的边界一定是1,2,4,8,16,32,64....中的一个.

 

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