一、字节对齐作用和原因:
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。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程(www.cppentry.com)必须保证字节对齐,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这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要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32bit数据,显然在读取效率上下降很多。
二、字节对齐规则:
四个重要的概念:
1.数据类型自身的对齐值:对于char型的数据,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个字节。
2.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。
3.指定对齐值:#pragma pack (value)时指定的对齐value。
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。
补充:
1).每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度。
2).复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度。
3).对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。
#pragma pack(1)
struct test
{
static int a; //static var
double m4;
char m1;
int m3;
}
#pragma pack()
//sizeof(test)=13;
Class test1{ };
//sizeof(test1)=1;
/* 注明:
1、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响,因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关;
2、没有成员变量的结构或类的大小为1,因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。*/
#pragma pack(1)
struct test
{
static int a; //static var
double m4;
char m1;
int m3;
}
#pragma pack()
//sizeof(test)=13;
Class test1{ };
//sizeof(test1)=1;
/* 注明:
1、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响,因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关;
2、没有成员变量的结构或类的大小为1,因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。*/
示例:
//分析下面的例子C:
//
#pragma pack (2) /*指定按2字节对齐*/
struct C
{
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () //恢复对齐状态
/*
第一个变量b的自身对齐值为1,指定对齐值为2,所以,其有效对齐值为1,假设C从0x0000开始,那么b存放在0x0000,符合0x0000%1 = 0;
第二个变量,自身对齐值为4,指定对齐值为2,所以有效对齐值为2,所以顺序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四个连续的字节空间中,符合0x0002%2=0。
第三个变量c的自身对齐值为2,所以有效对齐值为2,顺序在0x0006、0x0007中,符合0x0006%2=0。