为什么sizeof运算符返回的结构大小大于结构成员的总大小?


当前回答

另请参见:

对于Microsoft Visual C:

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2e70t5y1%28v=vs.80%29.aspx

GCC声称与微软编译器兼容

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.4/gcc/Structure_002dPacking-Pragmas.html

除了前面的答案,请注意,无论包装如何,C++中没有成员订单保证。编译器可以(当然也可以)向结构中添加虚拟表指针和基结构的成员。即使是虚拟表的存在也没有得到标准的保证(没有规定虚拟机制的实现),因此可以得出这样的保证是不可能的。

我很确定C语言保证了成员顺序,但在编写跨平台或跨编译器程序时,我不会指望它。

其他回答

在关于内存对齐和结构填充/打包的其他解释得很好的答案中,我通过仔细阅读问题本身发现了一些东西。

“为什么结构的sizeof不等于每个成员的sizeof之和?”“为什么sizeof运算符返回的结构大小大于结构成员的总大小”?

这两个问题都表明了一些明显的错误。至少在一般的、非示例性的视图中是这样的。

应用于结构对象的sizeof操作数的结果可以等于分别应用于每个成员的sizeof之和。它不一定要更大/不同。

如果没有填充的原因,则不会填充内存。


如果结构仅包含相同类型的成员,则大多数实现为:

struct foo {
   int a;   
   int b;
   int c;     
} bar;

假设sizeof(int)==4,结构杆的尺寸将等于所有构件的尺寸总和,sizeof(bar)==12。这里没有填充。

同样的例子如下:

struct foo {
   short int a;   
   short int b;
   int c;     
} bar;

假设sizeof(short int)==2,sizeof(int)==4。为a和b分配的字节之和等于为c分配的字节,c是最大的成员,因此所有内容都完全对齐。因此,sizeof(bar)==8。

这也是关于结构填充的第二个最受欢迎的问题的对象,这里:

C结构中的内存对齐

这可能是由于字节对齐和填充,使得结构在您的平台上达到偶数字节(或单词)。例如,在Linux上的C中,以下3种结构:

#include "stdio.h"


struct oneInt {
  int x;
};

struct twoInts {
  int x;
  int y;
};

struct someBits {
  int x:2;
  int y:6;
};


int main (int argc, char** argv) {
  printf("oneInt=%zu\n",sizeof(struct oneInt));
  printf("twoInts=%zu\n",sizeof(struct twoInts));
  printf("someBits=%zu\n",sizeof(struct someBits));
  return 0;
}

成员的大小(以字节为单位)分别为4字节(32位)、8字节(2x 32位)和1字节(2+6位)。上面的程序(在使用gcc的Linux上)将大小打印为4、8和4,其中最后一个结构填充为一个单词(在我的32位平台上为4 x 8位字节)。

oneInt=4
twoInts=8
someBits=4

打包和字节对齐,如C常见问题解答中所述:

这是为了对齐。许多处理器无法访问2字节和4字节数量(例如整数和长整数),如果它们被塞进每个方向。假设您有这样的结构:结构{字符a[3];短整数b;长整型c;字符d[3];};现在,你可能认为应该可以打包这个结构如下:+-------+-------+-------+-------+|a | b|+-------+-------+-------+-------+|b | c|+-------+-------+-------+-------+|c | d(c | d)|+-------+-------+-------+-------+但如果编译器安排,则处理器上的操作要简单得多它是这样的:+-------+-------+-------+|一个|+-------+-------+-------+|b级|+-------+-------+-------+-------+|c类|+-------+-------+-------+-------+|d)|+-------+-------+-------+在打包版本中,请注意,对于你和我想看看b和c字段是如何换行的?简而言之处理器也很难。因此,大多数编译器都会填充结构(好像有额外的、不可见的字段)如下:+-------+-------+-------+-------+|a |焊盘1|+-------+-------+-------+-------+|b |焊盘2|+-------+-------+-------+-------+|c类|+-------+-------+-------+-------+|d|焊盘3|+-------+-------+-------+-------+

除了其他答案,结构可以(但通常不)具有虚拟函数,在这种情况下,结构的大小还将包括vtbl的空间。

上面给出了很多信息(解释)。

我只想分享一些方法来解决这个问题。

您可以通过添加pragma pack来避免它

#pragma pack(push, 1)

// your structure

#pragma pack(pop)