為什么要提出內(nèi)存對齊? 比如這么一種處理器,它每次讀寫內(nèi)存的時候都從某個8倍數(shù)的地址開始,一次讀出或?qū)懭?個字節(jié)的數(shù)據(jù),假如軟件能保證double類型的數(shù)據(jù)都從8倍數(shù)地址開始,那么讀或?qū)懸粋€double類型數(shù)據(jù)就只需要一次內(nèi)存操作。否則,我們就可能需要兩次內(nèi)存操作才能完成這個動作,因為數(shù)據(jù)或許恰好橫跨在兩個符合對齊要求的8字節(jié)內(nèi)存塊上。(在有謝處理器上內(nèi)存不對齊的話可能會出現(xiàn)錯誤)
一些例子(在vc的編譯器上) 下面用前面的例子來說明VC到底怎么樣來存放結構的。 struct MyStruct { double dda1; char dda; int type }; 為上面的結構分配空間的時候,VC根據(jù)成員變量出現(xiàn)的順序和對齊方式,先為第一個成員dda1分配空間,其起始地址跟結構的起始地址相同(剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數(shù)),該成員變量占用sizeof(double)=8個字節(jié);接下來為第二個成員dda分配空間,這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為8,是sizeof(char)的倍數(shù),所以把dda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式,該成員變量占用sizeof(char)=1個字節(jié);接下來為第三個成員type分配空間,這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為9,不是sizeof(int)=4的倍數(shù),為了滿足對齊方式對偏移量的約束問題,VC自動填充3個字節(jié)(這三個字節(jié)沒有放什么東西),這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為12,剛好是sizeof(int)=4的倍數(shù),所以把type存放在偏移量為12的地方,該成員變量占用sizeof(int)=4個字節(jié);這時整個結構的成員變量已經(jīng)都分配了空間,總的占用的空間大小為:8+1+3+4=16,剛好為結構的字節(jié)邊界數(shù)(即結構中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof(double)=8)的倍數(shù),所以沒有空缺的字節(jié)需要填充。所以整個結構的大小為:sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16,其中有3個字節(jié)是VC自動填充的,沒有放任何有意義的東西。 面再舉個例子,交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置,使它變成下面的情況: struct MyStruct { char dda; double dda1; int type }; 這個結構占用的空間為多大呢?在VC6.0環(huán)境下,可以得到sizeof(MyStruc)為24。結合上面提到的分配空間的一些原則,分析下VC怎么樣為上面的結構分配空間的。(簡單說明) struct MyStruct { char dda;//偏移量為0,滿足對齊方式,dda占用1個字節(jié); double dda1;//下一個可用的地址的偏移量為1,不是sizeof(double)=8 //的倍數(shù),需 要補足7個字節(jié)才能使偏移量變?yōu)?span lang="EN-US">8(滿足對齊 //方式),因 此VC自動填充7個字節(jié),dda1存放在偏移量為8 //的地址上, 它 占用8個字節(jié)。 int type;//下一個可用的地址的偏移量為16,是sizeof(int)=4的倍 //數(shù),滿足int的對齊方式,所以不需要VC自動填充,type存 //放在偏移量為16的地址上,它占用4個字節(jié)。 };//所有成員變量都分配了空間,空間總的大小為1+7+8+4=20,不是結構 //的節(jié)邊界數(shù)(即結構中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof //(double)=8)的倍數(shù),所以需要填充4個字節(jié),以滿足結構的大小為 //sizeof(double)=8的倍數(shù)。
所以該結構總的大小為:sizeof(MyStruc)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個字節(jié)是VC自動填充的,沒有放任何有意義的東西。
VC對結構的存儲的特殊處理確實提高CPU存儲變量的速度,但是有時候也帶來了一些麻煩,我們也屏蔽掉變量默認的對齊方式,自己可以設定變量的對齊方式。 VC中提供了#pragma pack(n)來設定變量以n字節(jié)對齊方式。n字節(jié)對齊就是說變量存放的起始地址的偏移量有兩種情況:第一、如果n大于等于該變量所占用的字節(jié)數(shù),那么偏移量必須滿足默認的對齊方式,第二、如果n小于該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù),那么偏移量為n的倍數(shù),不用滿足默認的對齊方式。結構的總大小也有個約束條件,分下面兩種情況:如果n大于所有成員變量類型所占用的字節(jié)數(shù),那么結構的總大小必須為占用空間最大的變量占用的空間數(shù)的倍數(shù); 否則必須為n的倍數(shù)。下面舉例說明其用法。 #pragma pack(push) //保存對齊狀態(tài) #pragma pack(4)//設定為4字節(jié)對齊 struct test { char m1; double m4; int m3; }; #pragma pack(pop)//恢復對齊狀態(tài) 以上結構的大小為16,下面分析其存儲情況,首先為m1分配空間,其偏移量為0,滿足我們自己設定的對齊方式(4字節(jié)對齊),m1占用1個字節(jié)。接著開始為m4分配空間,這時其偏移量為1,需要補足3個字節(jié),這樣使偏移量滿足為n=4的倍數(shù)(因為sizeof(double)大于n),m4占用8個字節(jié)。接著為m3分配空間,這時其偏移量為12,滿足為4的倍數(shù),m3占用4個字節(jié)。這時已經(jīng)為所有成員變量分配了空間,共分配了16個字節(jié),滿足為n的倍數(shù)。如果把上面的#pragma pack(4)改為#pragma pack(16),那么我們可以得到結構的大小為24。
參考 http://blog.csdn.net/garfield2005/article/details/7648430
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