一道IBM笔试题，关于结构体sizeof。 C/C / C语言...

一道IBM笔试题，关于结构体sizeof。

BillShow (草草)     2005-03-21 13:32:55 在 C/C++ / C语言 提问

struct{  
  short   a1;  
  short   a2;  
  short   a3;  
  }A  
  struct{  
  long   a1;  
  short   a2;  
  }B  
  sizeof(   A)=6,   sizeof(   B)=8,为什么？  
  注：sizeof(short)=2,sizeof(long)=4

问题点数：50、回复次数：42

1楼  dophin1003   (浮云~~~)  回复于 2005-03-21 13:35:09  得分 0

因为要对齐的。

Top

2楼  ltc_mouse   (野地芳菲)  回复于 2005-03-21 13:42:56  得分 0

字节对齐

Top

3楼  fanlitcn   (小虫)  回复于 2005-03-21 13:46:52  得分 0

是否可以设置成不对齐.我只知道在Delphi中可以设置是否对齐??

Top

4楼  kobefly   (科比--网络学习中)  回复于 2005-03-21 13:51:44  得分 2

可以设置成对齐的  
   
  #pragma   pack(1)

Top

5楼  chenxiaohong3905   (啊陈)  回复于 2005-03-21 14:09:25  得分 2

#pragma   pack(push)  
  #pragma   pack(1)  
  struct{  
  short   a1;  
  short   a2;  
  short   a3;  
  }A  
  struct{  
  long   a1;  
  short   a2;  
  }B  
   
  #pragma   pack(pop)  
  结果就跟你想象的一样了,而是不以前的答案了,原先默认对其8字节,现在改为1个字节

Top

6楼  yc0188   (守护瓶(萍))  回复于 2005-03-21 14:12:04  得分 0

内存排列要对齐！

Top

7楼  BillShow   (草草)  回复于 2005-03-21 14:14:14  得分 0

那么为什么第一个不对齐了？

Top

8楼  xinyei2000   (星月2000)  回复于 2005-03-21 14:25:15  得分 1

因为A都是同类型的

Top

9楼  dongpy   (51-->ARM)  回复于 2005-03-21 14:43:26  得分 5

考虑内存地址对齐。  
   
  struct{  
  short   a1;  
  short   a2;  
  short   a3;  
  }A  
  //a1、a2、a3都是2字节对齐，则A也是2字节对齐。  
  struct{  
  long   a1;  
  short   a2;  
  }B  
  //a1是4字节对齐，则B是4字节对齐。  
  内存排列：a1   a2   **   (需空出2字节)    
   
 

Top

10楼  firstdreamer   (都道是金玉良缘，俺只念木石前盟)  回复于 2005-03-21 14:47:00  得分 0

看样子这个问题还挺受关注的

Top

11楼  hofer_song   (逯爻(虫))  回复于 2005-03-21 14:52:27  得分 28

（引用）  
  “成员对齐有一个重要的条件,即每个成员按自己的方式对齐.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(这里默认是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.”

Top

12楼  cxyol   (C++,VC 学习中......)  回复于 2005-03-21 15:02:54  得分 0

学习ing

Top

13楼  hofer_song   (逯爻(虫))  回复于 2005-03-21 15:07:05  得分 0

结构体A中有3个short类型变量，各自以2字节对齐，结构体对齐参数按默认的8字节对齐，则a1,a2,a3都取2字节对齐，则sizeof(A)为6，其也是2的整数倍；  
  B中a1为4字节对齐，a2为2字节对齐，结构体默认对齐参数为8，则a1取4字节对齐，a2取2字节对齐，结构体大小6字节，6不为4的整数倍，补空字节，增到8时，符合所有条件，则sizeof(B)为8；

Top

14楼  qfxx   (秋风萧萧)  回复于 2005-03-21 15:10:28  得分 0

字节对齐问题  
  由#pragma   pack(xx)控制

Top

15楼  lovelylulu   (forever)  回复于 2005-03-21 16:04:41  得分 0

对齐咯    
  但我也不知道为什么要对齐    
  有人指点吗？

Top

16楼  hofer_song   (逯爻(虫))  回复于 2005-03-21 16:34:15  得分 0

一家之言：不对齐的话，结构体变量和一般的变量也就没有什麽区别了，可能对齐也便于系统对内存的管理，避免产生过多细小的没被使用的空间。

Top

17楼  skywgs   (浪迹天涯)  回复于 2005-03-21 16:38:47  得分 0

为什么面试时都有sizeof，是不是答案都不太确定呀？

Top

18楼  Rudy_zhuang   (风筝)  回复于 2005-03-21 16:48:31  得分 0

对阿，这个默认设置是依赖于具体机器的字长和编译器实现的。

Top

19楼  visual4825   ()  回复于 2005-03-21 18:25:53  得分 0

四个字节的倍数

Top

20楼  yin0731   (考研并且一定要考起)  回复于 2005-03-21 18:39:23  得分 0

mark

Top

21楼  iawk   (王卡)  回复于 2005-03-21 18:49:51  得分 0

学习ing

Top

22楼  hjy82919   (水心)  回复于 2005-03-21 19:06:52  得分 0

学习学习,第一次注意到这些耶!

Top

23楼  tblue7   (tcr)  回复于 2005-03-21 19:32:00  得分 0

呵呵，这个是编译原理里面的问题，long和short的确要对齐的，而且对齐的方式由机器不同而不同，有的是低位对齐，有的是高位对齐。

Top

24楼  geniusboyC0   (寂雨)  回复于 2005-03-21 19:49:53  得分 0

小弟刚刚在自己机子上运行了这样的一个程序  
  #include   "Stdio.h"  
  struct   a{  
  short   a1;  
  short   a2;  
  short   a3;  
  }A;  
  struct   b{  
  short   a2;  
  long   a1;  
  }B;  
   
  main()  
  {  
  printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",sizeof(short),sizeof(long),sizeof(A),sizeof(B));  
  getch();  
  }  
  发现在不同的编译旗下有不同的结果，在TC2   BC3中结果都是  
  2  
  4  
  6  
  6  
  只有在vc6.0中是  
  2  
  4  
  6  
  8  
  看来这个对齐还要看编译器

Top

25楼  Cybergate   ()  回复于 2005-03-21 20:35:17  得分 5

谈一谈我的理解：  
   
  CPU的优化规则大致原则是这样:   对于n字节的元素(n=2,4,8,...)，它的首地址能被n整除，才能获得最好的性能。设计编译器的时候可以遵循这个原则：对于每一个变量，可以从当前位置向后找到第一个满足这个条件的地址作为首地址。  
   
   
  楼主的例子比较特殊，因为即便采用这个原则，得到的结果也应该为6（long的首地址偏移量0000,   short首地址偏移量0004，都符合要求)。但是结构体一般会面临数组分配的问题。编译器为了优化这种情况，干脆把它的大小设置为8，这样就没有麻烦了，否则的话，会出现单个结构体的大小为6，而大小为n的结构体数组大小却为8*(n-1)+6的尴尬局面。  
   
  我觉得IBM出这道题并不在于考察语言本身和编译器，而在于应聘者对计算机底层机制的理解和设计程序的原则。也就是说，如果让你设计编译器，你将怎样解决内存对齐的问题？

Top

26楼  Cybergate   ()  回复于 2005-03-21 20:40:04  得分 0

geniusboyC0(寂雨):   你用char和short试验一下，看看有没有对齐的情况。如果没有，说明编译器设计的不是太好。  
   
  至于long为什么不需要对齐，因为tc是16位编译器，long是通过模拟方式实现的。即便对其了，CPU也要两次访存。所以这种对齐对性能的提高不是太大。

Top

27楼  qqfig   ()  回复于 2005-03-21 22:12:19  得分 0

楼上的说得对！！！！  
  原因主要有二：一是与数据表示有关，因为计算机存储器以字节编码（也与主存的芯片连接有关），而一般数据类型为  
  若干字节，对齐可以减少指令读取周期；  
                                二是统一标准和接口，比如对与网络协议，都是需要对齐的（TCP/IP）。

Top

28楼  qifa   ()  回复于 2005-03-21 22:35:13  得分 0

学习ing

Top

29楼    ()  回复于 2005-03-22 10:39:39  得分 0

UP

Top

30楼  galanz   (微小就是永恒)  回复于 2005-03-22 10:48:40  得分 0

mark

Top

31楼  wwwzzz8595   ()  回复于 2005-03-22 10:49:51  得分 0

不熟悉sizeof函数，studing！

Top

32楼  WingForce   (初六，履霜，坚冰至。)  回复于 2005-03-22 10:55:20  得分 0

sizeof不是函数。。。

Top

33楼  bigant888   (比熊牛，比牛熊)  回复于 2005-03-22 11:04:13  得分 0

学习中.....

Top

34楼  wwxxdd1982   (新人)  回复于 2005-03-22 12:07:53  得分 0

牛啊，我是第一次来，长见识了，比一个人干瞪眼强多了

Top

35楼  Q19830409   ([批 )  回复于 2005-03-22 12:43:33  得分 0

一般般啊

Top

36楼  bouluo505   (bouluo)  回复于 2005-03-22 13:00:21  得分 7

struct{  
  short   a1;  
  short   a2;  
  short   a3;  
  }A  
  struct{  
  long   a1;  
  short   a2;  
  }B  
  sizeof(   A)=6,   sizeof(   B)=8,为什么？  
  注：sizeof(short)=2,sizeof(long)=4  
  ________________________________________  
  [C++]中：：：在缺省的情况下(编译器都会将结构体中的内容在自然边界上对齐)：  
  sizeof(short)=2       为单字，即要在偶数地址上对齐！  
  假设a1的地址为：0x00000000h，则a2为0x00000002h，a3为0x00000004h（以上都为相对地址）  
  所以sizeof(A)=4+2=6;  
   
  对于B,sizeof(long)=4;  
  假设a1的地址为：0x00000000h,而sizeof(short)=2,，即要在偶数地址上对齐！  
  所以a2的地址为:   0x00000004h  
  所以sizeof(B)=4+2=6；  
  但VC++的编译器不同值是8！（按最长对齐）这不符合标准  
   
   
   
   
 

Top

37楼  Michael_555   (Nothing)  回复于 2005-03-22 13:36:49  得分 0

默认情况下，为了方便对结构体内元素的访问和管理，当结构体内的元素的长度都小于处理器的位数的时候，便以它里面最长的数据元素为对齐单位；如果结构体内存在长度大于处理器位数的元素，那么就已处理器的位数为对齐单位。但是结构体内类型相同的连续元素将在连续的空间内，和数组一样。  
  例如：  
  typedef   struct  
  {  
          short   a1;  
          short   a2;  
          long   a3;  
  }A;  
   
  typedef   struct  
  {  
          short   a1;  
          long     a2;  
          short   a3;  
  }B;  
   
  typedef   struct  
  {  
      A   a1;  
      short   a2;  
  }C;  
   
  sizeof(A)   =   8,   sizeof(B)   =   12,   sizeof(C)   =   12。这是因为A中的a1,a2将分配在连续的空间内，再用这个连续空间以sizeof(long)=4位单位进行对齐。B中将以long的长度对齐。C中将以处理器（intel   Pentium   4）的位数即4字节对齐。

Top

38楼  williamVII   (spread)  回复于 2005-03-22 14:45:00  得分 0

对齐...

Top

39楼  geniusboyC0   (寂雨)  回复于 2005-03-22 19:53:20  得分 0

Cybergate()   谢谢你的解答  
  我将程序改成下面的形式  
  #include   "Stdio.h"  
  struct   a{  
  char   a1;  
  char   a2;  
  char   a3;  
  }A;  
  struct   b{  
  short   a1;  
  char   a2;  
  }B;  
   
  main()  
  {  
  printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",sizeof(short),sizeof(char),sizeof(A),sizeof(B));  
  getch();  
  }  
  结果如下  
  在TC2   BC3中结果都是  
  2  
  1  
  3  
  3  
  在vc6.0中是  
  2  
  1  
  3  
  4  
  看来是编译器的问题呵呵  
 

Top

40楼  BillShow   (草草)  回复于 2005-03-25 21:37:58  得分 0

谢谢各位的解答，让我受益良多！

Top

41楼  ChenFengqing   (菩提本无树，明镜亦非台。 本来无一物，何处惹尘埃！)  回复于 2005-03-26 00:03:07  得分 0

偶也是学了很多的，强人多，要更牛，我！  
 

Top

42楼  sharkabc   (shark)  回复于 2005-04-04 14:01:30  得分 0

study   Michael_555(Stack)