Win32平台下的微软VC编译器在默认情况下采用如下的对齐规则: 任何基本数据类型T的对齐模数就是T的大小,即sizeof(T)。比如对于double类型(8字节),就要求该类型数据的地址总是8的倍数,而char类型数据(1字节)则可以从任何一个地址开始。
Linux下的GCC奉行的是另外一套规则:任何2字节大小(包括单字节吗?)的数据类型(比如short)的对齐模数是2,而其它所有超过2字节的数据类型(比如long,double)都以4为对齐模数。
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。
struct{char a;double b;}
在VC中,因为结构中存在double和char,按照最长数据类型对齐,char只占1B,但是加上后面的double所占空间超过8B,所以char独占8B;而double占8B,一共16Byte。
在GCC中,double长度超过4字节,按照4字节对齐,原理同上,不过char占4字节,double占两个4字节,一共12Byte。
有虚函数的话就有虚表,虚表保存虚函数地址,一个地址占用的长度根据编译器不同有可能不同,vs里面是8个字节,在devc++里面是4个字节。类和结构体的对齐方式相同,有两条规则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,比较小的那个进行下面是我收集的关于内存对齐的一篇很好的文章: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) /* n = 1, 2, 4, 8, 16 */struct test_t { int achar bshort cchar 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) = 1sizeof(short) = 2sizeof(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 /* 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=82) 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 $(整体对齐系数) 圆整 = 8 /* 8%1=0 */ [注1]2、2字节对齐(#pragma pack(2))输出结果:sizeof(struct test_t) = 10 [两个编译器输出一致]分析过程:1) 成员数据对齐#pragma pack(2)struct test_t { int a /* 长度4 >2 按2对齐;起始offset=0 0%2=0;存放位置区间[0,3] */ char b /* 长度1 <2 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */ short c/* 长度2 = 2 按2对齐;起始offset=6 6%2=0;存放位置区间[6,7] */ char d /* 长度1 <2 按1对齐;起始offset=8 8%1=0;存放位置区间[8] */}#pragma pack()成员总大小=92) 整体对齐整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 10 /* 10%2=0 */3、4字节对齐(#pragma pack(4))输出结果:sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]分析过程:1) 成员数据对齐#pragma pack(4)struct test_t { int a /* 长度4 = 4 按4对齐;起始offset=0 0%4=0;存放位置区间[0,3] */ char b /* 长度1 <4 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */ short c/* 长度2 <4 按2对齐;起始offset=6 6%2=0;存放位置区间[6,7] */ char d /* 长度1 <4 按1对齐;起始offset=8 8%1=0;存放位置区间[8] */}#pragma pack()成员总大小=92) 整体对齐整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 4) = 4整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12 /* 12%4=0 */4、8字节对齐(#pragma pack(8))输出结果:sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]分析过程:1) 成员数据对齐#pragma pack(8)struct test_t { int a /* 长度4 <8 按4对齐;起始offset=0 0%4=0;存放位置区间[0,3] */ char b /* 长度1 <8 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */ short c/* 长度2 <8 按2对齐;起始offset=6 6%2=0;存放位置区间[6,7] */ char d /* 长度1 <8 按1对齐;起始offset=8 8%1=0;存放位置区间[8] */}#pragma pack()成员总大小=92) 整体对齐整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 8) = 4整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12 /* 12%4=0 */5、16字节对齐(#pragma pack(16))输出结果:sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]分析过程:1) 成员数据对齐#pragma pack(16)struct test_t { int a /* 长度4 <16 按4对齐;起始offset=0 0%4=0;存放位置区间[0,3] */ char b /* 长度1 <16 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */ short c/* 长度2 <16 按2对齐;起始offset=6 6%2=0;存放位置区间[6,7] */ char d /* 长度1 <16 按1对齐;起始offset=8 8%1=0;存放位置区间[8] */}#pragma pack()成员总大小=92) 整体对齐整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 16) = 4整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12 /* 12%4=0 */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^_^[注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。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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