Question

在CS：APP中，以下结构中所有字段的字节偏移存在问题（3.45）。

struct {
  int    *a;
  float  b;
  char   c;
  short  d;
  long   e;
  double f;
  int    g;
  char   *h;
} rec;

这是本书的答案，它为c提供了三个字节的填充，d为两个字节的填充，而g为四个字节的填充。

field  size  offset
-----  ----  ------
a      8     0
b      4     8
c      1     12
d      2     16
e      8     24
f      8     32
g      4     40
h      8     48

这是我的解决方案，它仅给c填充1个字节，而g填充4个字节。

field  size  offset
-----  ----  ------
a      8     0
b      4     8
c      1     12
d      2     14
e      8     16
f      8     24
g      4     32
h      8     40

那么，我的解决方案有什么问题？似乎符合对齐规则（编辑*这里的“规则”只是我自己的简化概念摘要，未完成或一般），所有对象的偏移量都是对象大小的倍数。

非常感谢您的解释。

Answer 1

鉴于所示对象的大小和对齐规则，即说这些对象中的每一个都必须对齐其大小的倍数，然后，当结构仅以对齐所需的填充进行布局时，偏移量应如图所示在Tetrau的解决方案中。这本书的解决方案不正确。

Tetrau解决方案中显示的偏移量实际上是Apple LLVM 10.0.1使用Clang 1001.0.46.4为x86-64编译产生的偏移量；下面程序的输出是：

struct foo {
  int    *a;
  float  b;
  char   c;
  short  d;
  long   e;
  double f;
  int    g;
  char   *h;
} rec;


#include <stddef.h>
#include <stdio.h>


int main(void)
{
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, a));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, b));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, c));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, d));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, e));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, f));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, g));
    printf("%zu\n", offsetof(struct foo, h));
    printf("%zu\n", sizeof rec);
}

注意

一个对象需要与其大小的倍数对齐的规则对于此练习是合适的，但应注意，这不是一般规则。一台机器可能有八个字节的对象，但是只有一个总线和其他四个字节宽的内存访问特征，因此它最多只关心任何对象的四字节对齐。或者，结构成员可能是另一个结构，即大小为9个字节（例如struct bar { char x[9]; }），但其对齐要求将不是9个字节。

Answer 2

答案取决于编译器，平台和编译选项。一些例子：

https://godbolt.org/z/4tAzB_

这本书的作者不理解我担心的话题。

C结构的数据对齐方式

2 个答案:

注意