考虑:

struct mystruct_A
{
   char a;
   int b;
   char c;
} x;

struct mystruct_B
{
   int b;
   char a;
} y;

结构尺寸分别为12和8。

这些结构是填充的还是包装的?

什么时候进行填充或包装?


当前回答

填充和填充只是同一事物的两个方面:

包装或对齐是每个成员四舍五入的大小 填充是为匹配对齐而添加的额外空间

在mystruct_A中,假设默认对齐为4,则每个成员以4字节的倍数进行对齐。因为char的大小是1,所以a和c的填充是4 - 1 = 3个字节,而int b不需要填充,因为它已经是4个字节了。它对mystruct_B的工作方式相同。

其他回答

填充和填充只是同一事物的两个方面:

包装或对齐是每个成员四舍五入的大小 填充是为匹配对齐而添加的额外空间

在mystruct_A中,假设默认对齐为4,则每个成员以4字节的倍数进行对齐。因为char的大小是1,所以a和c的填充是4 - 1 = 3个字节,而int b不需要填充,因为它已经是4个字节了。它对mystruct_B的工作方式相同。

只有当你告诉编译器显式地对结构进行打包时,才会进行结构打包。你看到的是填充。您的32位系统正在填充每个字段以字对齐。如果您告诉编译器打包结构,它们将分别为6和5字节。但是不要这样做。它不可移植,使编译器生成的代码更慢(有时甚至有bug)。

这些结构是填充的还是包装的?

它们填充。

最初想到的唯一可能是,如果char和int的大小相同,那么char/int/char结构的最小大小将不允许填充,int/char结构也是如此。

然而,这将要求sizeof(int)和sizeof(char)都为4(以获得12和8的大小)。由于sizeof(char)始终为1的标准保证了整个理论的崩溃。

如果char和int的宽度相同,那么大小将是1和1,而不是4和4。因此,为了得到12的大小,在最终字段之后必须有填充。


什么时候进行填充或包装?

只要编译器实现需要。编译器可以在字段之间和最后一个字段之后(但不能在第一个字段之前)插入填充。

这样做通常是为了性能,因为某些类型在特定边界上对齐时性能更好。甚至有一些架构会在你试图访问未对齐的数据时拒绝运行(即崩溃)(是的,我在看你,ARM)。

您通常可以使用特定于实现的特性(如#pragma pack)来控制打包/填充(这实际上是同一领域的两个极端)。即使您不能在特定的实现中这样做,您也可以在编译时检查代码以确保它满足您的需求(使用标准C特性,而不是特定于实现的东西)。

例如:

// C11 or better ...
#include <assert.h>
struct strA { char a; int  b; char c; } x;
struct strB { int  b; char a;         } y;
static_assert(sizeof(struct strA) == sizeof(char)*2 + sizeof(int), "No padding allowed");
static_assert(sizeof(struct strB) == sizeof(char)   + sizeof(int), "No padding allowed");

如果这些结构中有任何填充,类似这样的东西将拒绝编译。

填充将结构成员对齐到“自然”地址边界——例如,int成员将有偏移量,在32位平台上是mod(4) == 0。默认情况下,填充是开启的。它在你的第一个结构中插入以下“间隙”:

struct mystruct_A {
    char a;
    char gap_0[3]; /* inserted by compiler: for alignment of b */
    int b;
    char c;
    char gap_1[3]; /* -"-: for alignment of the whole struct in an array */
} x;

另一方面,打包可以防止编译器进行填充-这必须显式地请求-在GCC下,它是__attribute__((__packked__)),因此如下:

struct __attribute__((__packed__)) mystruct_A {
    char a;
    int b;
    char c;
};

会在32位架构上产生大小为6的结构。

不过需要注意的是,在允许未对齐内存访问的体系结构(如x86和amd64)上,未对齐内存访问速度较慢,并且在严格对齐的体系结构(如SPARC)上是明确禁止的。

结构填充抑制结构填充,当对齐最重要时使用填充,当空间最重要时使用填充。

一些编译器提供#pragma来抑制填充或将其打包为n个字节。有些公司提供关键字来做到这一点。通常,用于修改结构填充的pragma将采用以下格式(取决于编译器):

#pragma pack(n)

例如,ARM提供了__packed关键字来抑制结构填充。查阅编译器手册了解更多相关信息。

所以一个填充结构是一个没有填充的结构。

一般采用填料结构

为了节省空间 对数据结构进行格式化,以便在网络上传输 协议(这当然不是一个好的实践,因为您需要这样做 处理字节序)