结构体对齐详解1 -- 结构体数据成员对齐的意义
许多实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制，它们会要求这些数据的起始地址的值是某个数k的倍数，这就是所谓的内存对齐，而这个k则被称为该数据类型的对齐模数(alignment modulus)。这种强制的要求一来简化了处理器与内存之间传输系统的设计，二来可以提升读取数据的速度。比如这么一种处理器，它每次读写内存的时候都从某个8倍数的地址开始，一次读出或写入8个字节的数据，假如软件能保证double类型的数据都从8倍数地址开始，那么读或写一个double类型数据就只需要一次内存操作。否则，我们就可能需要两次内存操作才能完成这个动作，因为数据或许恰好横跨在两个符合对齐要求的8字节内存块上。 2 -- 结构体对齐包括两个方面的含义
1)结构体总长度 3 -- 结构体大小的计算方法和步骤
1)将结构体内所有数据成员的长度值相加，记为sum_a； 4 -- 结构体大小计算举例
在计算之前，我们首先需要明确的是各个数据成员的对齐模数，对齐模数和数据成员本身的长度以及pragma pack编译参数有关，其值是二者中最小数。如果程序没有明确指出，就需要知道编译器默认的对齐模数值。下表是Windows XP/DEV-C++和Linux/GCC中基本数据类型的长度和默认对齐模数。
例子1： struct my_struct
{
char a;
long double b;
};
此例子Windows和Linux计算方法有些许不一致。 #pragma pack(2)
struct my_struct
{
char a;
long double b;
};
#pragma pack()
例子1和例子2不同之处在于例子2中使用了#pragma pack(2)编译参数，它强制指定对齐模数是2。此例子Windows和Linux计算方法有些许不一致。 struct my_struct
{
char a;
double b;
char c;
};
前两例中，数据成员在Linux和Windows下都相同，例3中double的对齐模数在Linux中是4，在Windows下是8，针对这种模数不相同的情况加以分析。 struct my_struct
{
char a[11];
int b;
char c;
};
此例子Windows和Linux计算方法一样，如下： struct my_test
{
int my_test_a;
char my_test_b;
};
struct my_struct
{
struct my_test a;
double my_struct_a;
int my_struct_b;
char my_struct_c;
};
例子5和前几个例子均不同，在此例子中我们要计算struct my_struct的大小，而my_struct中嵌套了一个my_test结构体。这种结构体应该如何计算呢？原则是将my_test在my_struct中先展开，然后再计算，即是展开成如下结构体： struct my_struct
{
int my_test_a;
char my_test_b;
double my_struct_a;
int my_struct_b;
char my_struct_c;
};
此例子Windows中的计算方法如下： 5 -- 源代码附录
上面的例子均在Windows(VC++6.0)和Linux(GCC4.1.0)上测试验证。下面是测试程序。 #include <iostream>
int main()
{
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 例子1
{
struct my_struct
{
char a;
long double b;
};
std::cout << "exapmle-1: sizeof(my_struct) = " << sizeof(my_struct) << std::endl;
struct my_struct data;
printf("my_struct->a: %u\n"
"my_struct->b: %u\n"
"sizeof(long double): %u\n", &data.a, &data.b, sizeof(long double));
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 例子2
{
#pragma pack(2)
struct my_struct
{
char a;
long double b;
};
#pragma pack()
struct my_struct data;
std::cout << "exapmle-2: sizeof(my_struct) = " << sizeof(my_struct) << std::endl;
printf("my_struct->a: %u\n"
"my_struct->b: %u\n"
"sizeof(long double): %u\n", &data.a, &data.b, sizeof(long double));
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 例子3
{
struct my_struct
{
char a;
double b;
char c;
};
struct my_struct data;
std::cout << "exapmle-3: sizeof(my_struct) = " << sizeof(my_struct) << std::endl;
printf("my_struct->a: %u\n"
"my_struct->b: %u\n"
"my_struct->c: %u\n", &data.a, &data.b, &data.c);
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 例子4
{
struct my_struct
{
char a[11];
int b;
char c;
};
std::cout << "example-4: sizeof(my_struct) = " << sizeof(struct my_struct) << std::endl;
struct my_struct data;
printf("my_struct->a: %u\n"
"my_struct->b: %u\n"
"my_struct->c: %u\n", &data, &data.b, &data.c);
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 例子5
{
struct my_test
{
int my_test_a;
char my_test_b;
};
struct my_struct
{
struct my_test a;
double my_struct_a;
int my_struct_b;
char my_struct_c;
};
std::cout << "example-5: sizeof(my_struct) = " << sizeof(struct my_struct) << std::endl;
struct my_struct data;
printf("my_struct->my_test_a : %u\n"
"my_struct->my_test_b : %u\n"
"my_struct->my_struct_a: %u\n"
"my_struct->my_struct_b: %u\n"
"my_struct->my_struct_c: %u\n", &data.a.my_test_a, &data.a.my_test_b,
&data.my_struct_a, &data.my_struct_b, &data.my_struct_c);
}
return 0;
}
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来自： oskycar > 《c\vc\opencv》
