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?
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
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)。
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)。
填充规则:
结构体的每个成员都应该位于能被其大小整除的地址。 填充在元素之间或结构的末尾插入,以确保满足此规则。这样做是为了硬件更容易和更有效地访问总线。 结构体末尾的填充是根据结构体最大成员的大小决定的。
规则二: 考虑下面的结构,
如果我们要为这个结构体创建一个数组(包含2个结构体), 结束时不需要填充:
因此,struct的大小= 8字节
假设我们要创建另一个结构体,如下所示:
如果我们要创建这个结构体的数组, 最后需要填充的字节数有两种可能。
A.如果我们在末尾添加3个字节,并将其对齐为int而不是Long:
B.如果我们在末尾添加7个字节并将其对齐为Long:
第二个数组的起始地址是8(i)的倍数。e 24)。 struct的大小= 24字节
因此,通过将结构体的下一个数组的起始地址对齐为最大成员(i。E如果我们要创建这个结构体的数组,第二个数组的第一个地址必须从一个地址开始,该地址必须是该结构体最大成员的倍数。这里是24(3 * 8)),我们可以计算出最后所需的填充字节数。
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。