Question

以此为例

class A
{
public:
  int a; 
  char b;
  int c;
};

我看到每个编译器（对于x86,32或64位）为类A分配12个字节，而不是9.所以他们将b对齐到整数边界或总线边界，你可以说。我的问题是，如果这是在C ++标准中这样做，并且是否有任何编译器不这样做。

Answer 1

C ++标准规定：

对象具有对齐要求，其大小为多个（因此，如果int为4字节宽，则需要对齐1,2或4个字节，具体取决于实现方式。）
成员对象（如果它们没有被访问说明符分隔，例如public）都按照它们被声明的顺序分配
并根据他们的对齐要求分配他们。

所以不，标准并没有确切地说该类的大小应该是12个字节。

但确实表示b应在a之后分配，而c应在b之后分配。

在int为4字节宽且需要4字节对齐的平台上，这会留下12个字节作为最小有效大小：

a占用前4个字节
b需要一个字节
c需要4个字节，但必须在4字节边界上分配。 b结束了一个字节过去这样的边界，因此通过插入3个字节的填充来找到放置c的下一个有效位置。

所以类的总大小最终是成员的大小（4 + 1 + 4 = 9）加上三个字节的填充，总共12个。

还有另一条规则在这里没有效果，但如果您按照a, c, b的顺序定义了成员，则会很重要。

包含类（A）继承了严格对齐的成员对象的对齐要求。也就是说，因为它包含int，所以它具有与int相同的对齐要求。并且因为对象的总大小必须是其对齐要求的倍数，所以包含a, b, c顺序的成员的类仍然需要12个字节的存储空间。它只是将3个字节的填充转移到类的末尾，而不是b和c之间。

但是，在其他一些情况下，按大小降序重新排序成员可以有时减少类的大小。

假设我们有一个这样的类：

class B {
  char a;
  double b;
  int c;
};

这将需要24个字节的存储空间（a为1个字节，b为8个字节，c为4个字节，但确保b结束在8字节边界上，我们在a和b之间需要 7 字节的填充，并确保整个类最终的大小为8的倍数，我们需要c后的另外4个字节。

但是按照大小重新排序成员，如下：

class B {
  double b;
  int c;
  char a;
};

导致一个类只需要16个字节：

成员对象本身的1 + 4 + 8字节相同，但现在c已经在4字节边界上对齐（因为它位于b之后，以8字节结束（{1}}永远不需要任何对齐，所以我们需要的唯一对齐是确保a的大小是8的倍数。成员占用13个字节，所以我们可以添加3个填充字节，类最终为16字节，比第一个版本小33％。

Answer 2

可以使用编译指示指令在编译时控制结构打包。的 See #Pragma Pack

例如，以下内容未对齐成员，并将它们放在彼此旁边。

#pragma pack(push, 1) struct A4 { char a; double b; char c; }; #pragma pack(pop)

来自 here 的示例。

GCC 也支持pragma pack。该指令不是某些标准的一部分，但很多编译器都支持它。

但是，没有理由这样做。编译器将它们对齐以加快对成员的访问，并且没有理由改变。

Answer 3

Standard允许编译器在必要时填充更多字节。它主要取决于主机的架构而不是编译器。

Answer 4

是的，标准中到处都提到了对齐，主要是3.11节（ Alignment ）。它取决于平台，因此任何依赖于对象实际大小的程序本质上都是不可移植的。

Answer 5

在您的情况下，'b'始终正确对齐。填充以在32位边界中对齐 c 。即使有特定实现的空间，大多数编译器都遵循将2字节和4字节变量与2字节和4字节边界对齐的规则。

在32位系统中，双精度和长整数（8字节）与4字节边界对齐，但在64位系统中与8字节对齐。

是否采用C ++标准来对齐这样的结构

5 个答案: