Question

我正在使用大blob（已分配的内存）将数据连续存储在内存中。

我希望blob中的数据组织如下：

| data1类型| data1 | data2类型| data2 | dataN类型| dataN |

dataN type是int，我在交换机中使用dataN将#pragma pack(8) class A { public: short b; int x; char v; };转换为适当的类型。

问题是我想保持数据正确对齐这样做我想强制blob内的所有数据都是8字节打包（我选择8个字节进行打包，因为它可能会保持数据正确对齐？）方式数据将紧密打包（由于对齐，数据 - >数据类型之间不会出现漏洞）。

我试过了：

sizeof(A)

但它不起作用，因为使用{{1}}我得到12个字节而不是预期的16个字节。

P.S：在x86或x64架构中是否有大于8字节的数据类型？

Answer 1

在这种情况下，#pragma pack(8)似乎无效。

在MS编译器文档中，pack的参数按以下方式描述：指定要用于打包的值（以字节为单位）。 n的默认值为8.有效值为1,2,4,8和16.成员的对齐将位于的倍数n或n的倍数，以较小者为准。

因此，#pragma pack指令不能增加成员的对齐，而是可以减少它（例如，使用#pragma pack(1)）。在您的情况下，选择整个结构对齐以使其最大元素自然对齐（int，在32位和64位CPU上通常为4个字节）。结果，总大小为4 * 3 = 12字节。

Answer 2

这个答案假设有两件事：

您希望二进制blob紧密打包（无孔）。
您不希望以未对齐的方式访问数据成员（与访问默认情况下编译器所需方式对齐的数据成员相比，这是慢的。）

如果是这种情况，那么您应该考虑将大型“blob”视为面向字节的流的设计。在此流中，您可以编组/解组填充具有自然对齐的对象的标记/值对。

通过这种方案，您可以获得两全其美的效果。你得到一个紧密包装的blob，但是一旦从blob中提取对象，由于自然对齐，访问对象成员很快。它也是可移植的¹，不依赖于编译器扩展。缺点是您需要为可以放入blob的每种类型编写样板代码。

基本的例子：

#include <cassert>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <stdint.h>
#include <vector>

enum BlobKey
{
    kBlobKey_Widget,
    kBlobKey_Gadget
};

class Blob
{
public:
    Blob() : cursor_(0) {}

    // Extract a value from the blob. The key associated with this value should
    // already have been extracted.
    template <typename T>
    Blob& operator>>(T& value)
    {
        assert(cursor_ < bytes_.size());
        char* dest = reinterpret_cast<char*>(&value);
        for (size_t i=0; i<sizeof(T); ++i)
            dest[i] = bytes_[cursor_++];
        return *this;
    }

    // Insert a value into the blob
    template <typename T>
    Blob& operator<<(const T& value)
    {
        const char* src = reinterpret_cast<const char*>(&value);
        for (size_t i=0; i<sizeof(T); ++i)
            bytes_.push_back(src[i]);
        return *this;
    }

    // Overloads of << and >> for std::string might be useful

    bool atEnd() const {return cursor_ >= bytes_.size();}

    void rewind() {cursor_ = 0;}

    void clear() {bytes_.clear(); rewind();}

    void print() const
    {
        using namespace std;
        for (size_t i=0; i<bytes_.size(); ++i)
            cout << setfill('0') << setw(2) << hex << int(bytes_[i]) << " ";
        std::cout << "\n" << dec << bytes_.size() << " bytes\n";
    }

private:
    std::vector<uint8_t> bytes_;
    size_t cursor_;
};

class Widget
{
public:
    explicit Widget(int a=0, short b=0, char c=0) : a_(a), b_(b), c_(c) {}
    void print() const
    {
        std::cout << "Widget: a_=" << a_ << " b=" << b_
                  << " c_=" << c_ << "\n";
    }
private:
    int a_;
    short b_;
    long c_;
    friend Blob& operator>>(Blob& blob, Widget& widget)
    {
        // Demarshall members from blob
        blob >> widget.a_;
        blob >> widget.b_;
        blob >> widget.c_;
        return blob;
    };
    friend Blob& operator<<(Blob& blob, Widget& widget)
    {
        // Marshall members to blob
        blob << kBlobKey_Widget;
        blob << widget.a_;
        blob << widget.b_;
        blob << widget.c_;
        return blob;
    };
};

class Gadget
{
public:
    explicit Gadget(long a=0, char b=0, short c=0) : a_(a), b_(b), c_(c) {}
    void print() const
    {
        std::cout << "Gadget: a_=" << a_ << " b=" << b_
                  << " c_=" << c_ << "\n";
    }
private:
    long a_;
    int b_;
    short c_;
    friend Blob& operator>>(Blob& blob, Gadget& gadget)
    {
        // Demarshall members from blob
        blob >> gadget.a_;
        blob >> gadget.b_;
        blob >> gadget.c_;
        return blob;
    };
    friend Blob& operator<<(Blob& blob, Gadget& gadget)
    {
        // Marshall members to blob
        blob << kBlobKey_Gadget;
        blob << gadget.a_;
        blob << gadget.b_;
        blob << gadget.c_;
        return blob;
    };
};

int main()
{
    Widget w1(1,2,3), w2(4,5,6);
    Gadget g1(7,8,9), g2(10,11,12);

    // Fill blob with widgets and gadgets
    Blob blob;
    blob << w1 << g1 << w2 << g2;
    blob.print();

    // Retrieve widgets and gadgets from blob
    BlobKey key;
    while (!blob.atEnd())
    {
        blob >> key;
        switch (key)
        {
            case kBlobKey_Widget:
                {
                    Widget w;
                    blob >> w;
                    w.print();
                }
                break;

            case kBlobKey_Gadget:
                {
                    Gadget g;
                    blob >> g;
                    g.print();
                }
                break;

            default:
                std::cout << "Unknown object type in blob\n";
                assert(false);
        }
    }
}

如果您可以使用Boost，则可能需要将Boost.Serialization与二进制内存流一起使用，如此answer。

_{（1） Portable 意味着源代码应该在任何地方编译。如果传输到具有不同字节顺序和整数大小的其他计算机，则生成的二进制blob将不可移植。}

Answer 3

@Negai解释了为什么你得到观察到的大小。

您还应该重新考虑您对“紧密包装”数据的假设。利用上述结构，是结构中的孔。假设32位int和16位short，短路后有两个字节的孔，char后面有3个字节的孔。但这并不重要，因为这个空间在结构内部。

换句话说，要么得到一个紧凑的数据结构，要么得到一个对齐的数据结构，但不是两者都有。

通常，您不会有任何特殊操作来获得编译器默认执行的“对齐”行为。 #pragma pack 非常有用，如果您希望数据“打包”而不是对齐，那就是删除编译器引入的一些漏洞，以保持数据一致。

Answer 4

你试过这个吗？

class A {
public:
    union {
        uint64_t dummy;

        int data;
    };
};

A及其data成员的实例现在将始终与8个字节对齐。当然，如果你在前面挤压一个4字节的数据类型，这也是毫无意义的，它也必须是8个字节。

blob内数据的对齐和填充

4 个答案: