Question

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    alignas(double) unsigned char c[1024];   // array of characters, suitably aligned for doubles
    alignas(16) char d[100];            // align on 16 byte boundary
    cout<<sizeof(c)<<endl;
    cout<<sizeof(d)<<endl;
    constexpr int n = alignof(int);     // ints are aligned on n byte boundarie
    cout<<n<<endl;
}

以下是alignas(double) unsigned char c[1024];的代码，表示c应按double对齐，double为8字节。所以我认为sizeof(c)应该是1024*8个字节，但控制台输出是1024。

所以我很困惑。谁能告诉我原因？

Answer 1

alignas关键字可用于指示对齐要求。例如alignas(double)强制变量具有与double相同的对齐要求。在我的平台上，这意味着变量在8字节边界上对齐。

在您的示例中，整个数组将获得对齐要求，因此它在8字节边界上对齐，但这不会影响其大小。

但是，当支持对齐要求需要额外的填充时，alignas可能会更改复合数据类型的大小。这是一个例子：

#include <iostream>
#include <cstddef>

struct Test
{
    char a;
    alignas(double) char b;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Test test;
    std::cout << "Size of Struct: " << sizeof(Test) << std::endl;
    std::cout << "Size of 'a': " << sizeof(test.a) << std::endl;
    std::cout << "Size of 'b': " << sizeof(test.b) << std::endl;
    std::cout << "Offset of 'a': " << (int)offsetof(struct Test, a) << std::endl;
    std::cout << "Offset of 'b': " << (int)offsetof(struct Test, b) << std::endl;
    return 0;
}

输出：

Size of Struct: 16
Size of 'a': 1
Size of 'b': 1
Offset of 'a': 0
Offset of 'b': 8

这个结构的大小在我的平台上是16个字节，即使两个成员每个只有1个字节。因此b因为对齐要求而没有变大，但在a之后还有额外的填充。您可以通过查看各个成员的大小和偏移量来查看此信息。 a只有1个字节，但由于我们的对齐要求，b在8字节偏移后开始。

结构的大小必须是其对齐的倍数，否则数组不起作用。因此，如果您设置的对齐要求比整个结构要大（例如，只包含一个short的结构，并将alignas（double）应用于该数据成员），则必须在其后添加填充。

Answer 2

对齐要求会影响为其指定的整个对象，在本例中为char的数组[1024]。因此，整个数组被分配到8个字节，就像它在内存中移动了几个字节一样，但它的大小仍然是1024字节。

Answer 3

实际上我发现的 C++ 标准文档我找不到任何提及 alignas() 对对象大小 (http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/n4713.pdf) 的影响，但是根据我的实验（在 g++ 8.3 上，至少是 Amd64）它似乎确实会影响它。

struct UnalignedStruct {
    int a;
    int b;
    char c;
};

struct alignas(512) AlignedStruct {
    int a;
    int b;
    char c;
};

int main() {
    std::cout << sizeof(UnalignedStruct) << std::endl;
    std::cout << sizeof(AlignedStruct) << std::endl;
}

输出是

12
512

看起来，它对 sizeof() 值有影响。

alignas会影响sizeof的值吗？

3 个答案: