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2024年5月21日发(作者：dos和cmd的区别)
论struct的长度
2009-12-16 23:14
什么是对齐，以及为什么要对齐：
现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变
量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定
的内存地址访问，这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺
序的一个接一个的排放，这就是对齐。
对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台
对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情
况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取
效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假
设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出，
而如果存放在奇地址开始的地方，就可能会需要2个读周期，并对两次读出的结
果的高低字节进行拼凑才能得到该int数据。显然在读取效
率上下降很多。这也是空间和时间的博弈。
对齐的实现
通常，我们写程序的时候，不需要考虑对齐问题。编译器会替我们选择适合目标
平台的对齐策略。当然，我们也可以通知给编译器传递预编译指令而改变对指定
数据的对齐方法。
但是，正因为我们一般不需要关心这个问题，所以因为编辑器对数据存放做了对
齐，而我们不了解的话，常常会对一些问题感到迷惑。最常见的就是struct数
据结构的sizeof结果，出乎意料。为此，我们需要对对齐算法所了解。
对齐的算法：
由于各个平台和编译器的不同，现以本人使用的gcc version 3.2.2编译器（32
位x86平台）为例子，来讨论编译器对struct数据结构中的各成员如何进行对
齐的。
设结构体如下定义：
struct A
{
int a;
char b;
short c;
};
结构体A中包含了4字节长度的int一个，1字节长度的char一个和2字节长
度的short型数据一个。所以A用到的空间应该是7字节。但是因为编译器要对
数据成员在空间上进行对齐。
所以使用sizeof(strcut A)值为8。
现在把该结构体调整成员变量的顺序。
struct B
{
char b;
int a;
short c;
};
这时候同样是总共7个字节的变量，但是sizeof(struct B)的值却是12。
下面我们使用预编译指令#progma pack (value)来告诉编译器，使用我们指定的
对齐值来取代缺省的。
#progma pack (2) /*指定按2字节对齐*/
struct C
{
char b;
int a;
short c;
};
#progma pack () /*取消指定对齐，恢复缺省对齐*/
sizeof(struct C)值是8。
修改对齐值为1：
#progma pack (1) /*指定按1字节对齐*/
struct D
{
char b;
int a;
short c;
};
#progma pack () /*取消指定对齐，恢复缺省对齐*/
sizeof(struct D)值为7。
对于char型数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int,float,double
类型，其自身对齐值为4，单位字节。
这里面有四个概念值：
1.数据类型自身的对齐值：就是上面交代的基本数据类型的自身对齐值。
2.指定对齐值：#progma pack (value)时的指定对齐值value。
3.结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。
4.数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。
有了这些值，我们就可以很方便的来讨论具体数据结构的成员和其自身的对齐方
式。有效对齐值N是最终用来决定数据存放地址方式的值，最重要。有效对齐N，
就是表示“对齐在N上”，也就是说该数据的"存放起始地址%N=0".而数据结构
中的数据变量都是按定义的先后顺序来排放的。第一个数据变量的起始地址就是
数据结构的起始地址。结构体的成员变量要对齐排放，结构体本身也要根据自身
的有效对齐值圆整(就是结构体成员变量占用总长度需要是对结构体有效对齐值
的整数倍，结合下面例子理解)。这样就不能理解上面的几个例子的值了。
例子分析：
分析例子B；
struct B
{
char b;
int a;
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