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  • 1 # 滴逃逃

    結構體(struct)的sizeof值,並不是簡單的將其中各元素所佔位元組相加,而是要考慮到儲存空間的位元組對齊問題。先看下面定義的兩個結構體.

    struct

    {

    char a;

    short b;

    char c;

    }S1;

    struct

    {

    char a;

    char b;

    short c;

    }S2;

    分別用程式測試得出sizeof(S1)=6 , sizeof(S2)=4

    可見,雖然兩個結構體所含的元素相同,但因為其中存放的元素型別順序不一樣,所佔位元組也出現差異。這就是位元組對齊原因。透過位元組對齊,有助於加快計算機的取數速度,否則就得多花指令週期。

    位元組對齊原則

    結構體預設的位元組對齊一般滿足三個準則:

    1) 結構體變數的首地址能夠被其最寬基本型別成員的大小所整除;

    2) 結構體每個成員相對於結構體首地址的偏移量(offset,即每個成員的起始地址)都是成員自身大小的整數倍,如有需要編譯器會在成員之間加上填充位元組(internal adding);

    3) 結構體的總大小為結構體最寬基本型別成員大小的整數倍,如有需要編譯器會在最末一個成員之後加上填充位元組(trailing padding)。

    注意:當結構體成員裡面有陣列成員時,如int a[10],要看成10個整形變數才參與計算。

    透過這三個原則,就不難理解上面兩個struct的差異了.

    對於struct S1, 為了使short變數滿足位元組對其準則(2), 即其儲存位置相對於結構體首地址的offset是自身大小(short佔2個位元組)的整數倍,必須在位元組a後面填充一個位元組以對齊;再由準則(3),為了 滿足結構體總大小為short大小的整數倍,必須再在c後面填充一個位元組。

    對於struct S2, 卻不必如上所述的填充位元組,因為其直接順序儲存已經滿足了對齊準則。

    如果將上面兩個結構體中的short都改為int(佔4個位元組), 那麼會怎麼樣呢? 程式得出sizeof(S1)=12, sizeof(S2)=8

    利用上面的準則,也不難計算得出這樣的結果。S1中在a後面填充3個位元組、在c後面填充3個位元組,這樣一共12個位元組;S2中在a、b順序儲存之後填充兩個位元組用以對其,這樣一共就8個位元組。

    當然,在某些時候也可以設定位元組對齊方式。這就需要使用 #pragma pack 。

    #pragma pack(push) //壓棧儲存

    #pragma pack(1)// 設定1位元組對齊

    struct

    {

    char a;

    short b;

    char c;

    }S1;

    #pragma pack(pop) // 恢復先前設定

    如上所示,將對其方式設為1位元組對齊,那麼S1就不填充位元組,sizeof為各元素所佔位元組之和即4。這一點在從外部2進位制檔案中讀入struct大小的資料到struct中,是很有用的.

    另外,還有如下的一種方式:

    · __attribute((aligned (n))),讓所作用的結構成員對齊在n位元組自然邊界上。如果結構中有成員的長度大於n,則按照最大成員的長度來對齊。

    · __attribute__ ((packed)),取消結構在編譯過程中的最佳化對齊,按照實際佔用位元組數進行對齊。

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