C語言結構體對齊問題詳解

轉載自：http://blog.csdn.net/tiany524/article/details/6295551

測試環境32位機 WinXP：

編譯器VC6(MS cl.exe ) 和 mingw32-gcc-4.5.2

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1 結構體數據對齊(沒有#pragma pack()宏定義)

結構體對齊可以總結為三個基本原則

①數據成員對齊規則:

結構體的數據成員中，第一個成員從offset為0的地址開始，以后每一個成員存儲的起始位置為該成員大小的整數倍(在win32中int為32bit也即4字節對齊)

②結構體作為成員：

如果一個結構體1作為另一個結構體2的數據成員，則在結構體2中結構體1要從1內部成員最大的整數倍地址開始存儲。

③結構體的總大小(sizeof)：

為該結構體內部最大基本類型的整數倍，不足的要補齊，而不是簡單的所有成員的大小總和。

舉例說明

struct{

short a;

short b;

short c; }A; sizeof(A) = 6;(vc6與gcc相同)

struct{

long a;

short c; }A; sizeof(A) = 8;(vc6與gcc相同),根據原則③

它的內存分配為: a1 a2 a3 a4 , c1 c2 x x(a1為a的第一個字節，x為補齊字節，下同)

struct{

int a;

char b;

short c; }A;

sizeof(A) = 8;

A的內存分配為: a1 a2 a3 a4,?b1 x c1 c2(原則1)

struct{

char a;

int b;

short c; }A1;

sizeof(A1) = 12; (vc6與gcc相同)

A1的內存分配為: a1 x x x, b1 b2 b3 b4, c1 c2 x x

下面是更復雜的情況，結構體作為成員

struct{

int a;

doubl b;

short c; }A; // sizeof(A) = 24 (vc6與gcc相同)

struct{

????char a,b;

int c;

double d;

short e;

struct A h;

}B;

sizeof(B) = 48 //(vc6與gcc相同)

A的內存分布: a1 a2 a3 a4 x x x x, b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b7, c1 c2 x x x x x x

B的內存分布:a1 b1 x x, c1 c2 c3 c4 , d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8, e1 e2 x x x x, A的分布

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2 加入#pragma pack()宏定義)

#pragma pack(1)

上面的AB大小分別為14,30,對應于AB的內存分布，去掉x。

pack(2)時為14，30

pack(4)時為16，36

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3 結構體的位域

結構體中引入位于是為了壓縮存儲空間。而且位于成員不能單獨計算sizeof。

位域大致有5條基本規則。

① 如果相鄰字段的類型相同，且位寬之和小于該類型的sizeof(), 則可以緊鄰著前一個字段存儲，直到不能在容納位置;

struct{

char a:2;

char b:4;

char c:5; }A; // sizeof(A) = 2

內存分布: a1 a2 x x, b1 b2 b3 b4, c1 c2 c3 c4 c5 x x x,這里每一個代表一個bit,與上一節不同

struct{

int a:2;

int b:3;

int c:3; }A; // sizeof(A) = 4, 參照后面的原則5

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②如果相鄰字段的類型相同，但是位寬之和大于該類型的sizeof(), 則后面的字段將從新的存儲單元開始存儲，且offset為其類型大小的整數倍；

struct{

char a:6;

char b:3;

char c:3; }A; // sizeof(A) = 2

struct{

int a:20;

int b:20;

int c:3; }A; // sizeof(A) = 8, 同時參照后面的原則5

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③如果相鄰位域字段類型不同，各編譯器的處理不同，VC6不壓縮，GCC壓縮。

struct{

int a:4;

char b:1;

int c:3; }A;

sizeof(A) = 12, VC6

sizeof(A) = 4， gcc,?壓縮了為什么不是3？ 同時參照后面的原則5

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④如果位域字段之間插入非位域字段，各編譯器的處理不同

struct{

int a:4;

char b;

int c:3; }A;

sizeof(A) = 12, VC6

sizeof(A) = 4， gcc, a1 a2 a3 a4 x x x x ,b1~b8, c1 c2 c3 x x x x x

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struct{

char a:4;

char b;

char c:3; }A;

sizeof(A) = 3, VC6

sizeof(A) = 3， gcc,

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⑤整個結構體的總大小為其最寬基本類型的整數倍。

轉載于:https://www.cnblogs.com/Sunlnx/p/3366678.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c/c++ 编译器内存对齐问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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