#pragma pack 详解

      1）作用

         程序编译器对结构的存储的特殊处理确实提高CPU存储变量的速度，但是有时候也带来了一些麻烦，我们可以屏蔽掉变量默认的对齐方式，自己可以设定变量的对齐方式。编译器中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况：第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏移量必须满足默认的对齐方式，第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条件，分下面两种情况：如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数；否则必须为n的倍数

  2）语法

       #pragma pack( [show] | [push | pop] [, identifier], n )

1，pack提供数据声明级别的控制，对定义不起作用；
    2，调用pack时不指定参数，n将被设成默认值；
    3，一旦改变数据类型的alignment，直接效果就是占用memory的减少，但是performance会下降；

 

语法具体分析：
    1，show：可选参数；显示当前packing aligment的字节数，以warning message的形式被显示；
    2，push：可选参数；将当前指定的packing alignment数值进行压栈操作，这里的栈是the internal compiler stack，同时设置当前的packing          alignment为n；如果n没有指定，则将当前的packing alignment数值压栈；
    3，pop：可选参数；从internal compiler stack中删除最顶端的record；如果没有指定n，则当前栈顶record即为新的packing alignment数值；       如果指定了n，则n将成为新的packing aligment数值；如果指定了identifier，则internal compiler stack中的record都将被pop直到               identifier被找到，然后pop出identitier，同时设置packing alignment数值为当前栈顶的record；如果指定的identifier并不存在于internal       compiler stack，则pop操作被忽略；
    4，identifier：可选参数；当同push一起使用时，赋予当前被压入栈中的record一个名称；当同pop一起使用时，从internal compiler stack中        pop出所有的record直到identifier被pop出，如果identifier没有被找到，则忽略pop操作；
    5，n：可选参数；指定packing的数值，以字节为单位；缺省数值是8，合法的数值分别是1、2、4、8、16。

 3）重要规则

   1，复杂类型中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类型的地址相同；
  2，每个成员分别对齐，即每个成员按自己的方式对齐，并最小化长度；规则就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      齐参数中较小的一个对齐；
  3，结构、联合或者类的数据成员，第一个放在偏移为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两      个中比较小的那个进行；也就是说，当#pragma pack指定的值等于或者超过所有数据成员长度的时候，这个指定值的大小将不产生任何效果；
  4，复杂类型（如结构）整体的对齐是按照结构体中长度最大的数据成员和#pragma pack指定值之间较小的那个值进行；这样在成员是复杂类型时，      可以最小化长度；
  5，结构整体长度的计算必须取所用过的所有对齐参数的整数倍，不够补空字节；也就是取所用过的所有对齐参数中最大的那个值的整数倍，因为对      齐参数都是2的n次方；这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐；

 4）实例

  例子一：

#pragma pack(4)

class TestB{

public:
     int aa; //第一个成员，放在[0,3]偏移的位置，
　　char a; //第二个成员，自身长为1，#pragma pack(4),取小值，也就是1，所以这个成员按一字节对齐，放在偏移[4]的位置。
　　short b; //第三个成员，自身长2，#pragma pack(4)，取2，按2字节对齐，所以放在偏移[6,7]的位置。
　　char c; //第四个，自身长为1，放在[8]的位置。
};
可见，此类实际占用的内存空间是9个字节。根据规则5，结构整体的对齐是min( sizeof( int ), pack_value ) = 4，所以sizeof( TestB ) = 12;

 

例子二：
#pragma pack(2)
class TestB
{
public:
    int aa; //第一个成员，放在[0,3]偏移的位置，
　　char a; //第二个成员，自身长为1，#pragma pack(4),取小值，也就是1，所以这个成员按一字节对齐，放在偏移[4]的位置。
　　short b; //第三个成员，自身长2，#pragma pack(4)，取2，按2字节对齐，所以放在偏移[6,7]的位置。
　　char c; //第四个，自身长为1，放在[8]的位置。
};
可见结果与例子一相同，各个成员的位置没有改变，但是此时结构整体的对齐是min( sizeof( int ), pack_value ) = 2，所以sizeof( TestB ) = 10；

 

例子三：
#pragma pack(4)
class TestC
{
public:
    char a; //第一个成员，放在[0]偏移的位置，
　　short b; //第二个成员，自身长2，#pragma pack(4)，取2，按2字节对齐，所以放在偏移[2,3]的位置。
　　char c; //第三个，自身长为1，放在[4]的位置。
};
整个类的实际内存消耗是5个字节，整体按照min( sizeof( short ), 4 ) = 2对齐，所以结果是sizeof( TestC ) = 6；