字节对齐总结

水深无声 2022-05-14 02:18 241阅读 0赞

#### 写在前面 ####

> 字节对其是面试笔试当中出现频率算是比较高的一个知识点。  
> 在此总结一下。

#### 主要内容 ####

> 例题：

#pragma pack(2)
    class BU
    {
        int number;
        union UBffer
        {
            char buffer[13];
            int number;
        }ubuf;
        void foo(){}
        typedef char*(*f)(void*);
        enum{hdd,ssd,blueray}disk;
    }bu;

问 ： sizeof(bu)的值是()。

首先先不急着回答上面的问题如果你不知道字节对其以及\#pragma pack(2)命令的意思的话先往下看你就知道了。

> 为什么要字节对其

为什么呢？简单点说：为了提高存取效率。字节是内存空间分配的最小单位, 在程序中，我们定义的变量可以放在任何位置。其实不同架构 的CPU在访问特定类型变量时是有规律的,比如有的CPU访问int型变量时，会从偶数地址开始读取的,int类型占用4个字节（windows平台）。 0X0000，0X0004，0X0008…..这样**只需要读一次**就可以读出Int类型变量的值。相反地，则**需要读取二次**，再把高低字节相拼才能得到 int类型的值，这样子看的话，**存取效率当然提高了**。　　通常写程序的时候，不需要考虑这些情况，编译都会为我们考虑这些情况，除非针对那些特别架构的 CPU编程的时候的则需要考虑 。当然用户也可以手工控制对齐方式。

**就是说平时我们编程其实是不用去注意这些东西的，编译器会为我们考虑好这些和硬件相关的东西。**但是作为理解还是很有必要的。

> 编译器对字节对齐的一些规则

*  关于数据类型自身的对齐值，不同类型会按不同的字节来对齐 默认情况下没有指定的时候：char 1,short 2,int 4,float 4,double 4
 *  类、结构体的自身对齐字节值。对于结构体类型与类对象的对齐原则：**使用成员当中最大的对齐字节来对齐**
 *  可以指定对齐字节值。意思是指使用了**宏 \#pragma pack(n)来指定的对齐值**
 *  类、结构及成员的有效对齐字节值。有效对齐值=min(类/结构体/成员的自身对齐字节值，指定对齐字节值)。有效对齐其实就是要求数据成员存放的地址值能被有效对齐值整除，即：**地址值%有效对齐值=0**

就是说：内置数据类型有自己的对其字节数，类或者结构体或者union的对其数是按照其最大的成员的对其字节数当做字节对其字节数。如果有指定对其的字节数的时候，实际额的有效对齐数是自身的对齐数和指定的对齐数的较小值。成员当中每个成员的首地址对于其有效对齐字节数**取余需要为0如果不为0则就需要补齐一些字节数**。类或者结构体或者union的总的大小需要数其有效对齐字节数的**整数倍如果不是就需要补齐**。

struct B
    {
        char a;
        int b;
        short c;
    }

上面这个结构体的大小在没有任何指定的情况下是12。

当指定了对齐的字节数的情况下问题就不一样了：

#pragma pack(2)
    struct C
    {
        char a;
        int b;
        short c;
    };

因为指定了对齐的字节数为2。所以原本int b的对齐字节数为4现在为2，原本struct c的对齐字节数为4现在为2。  
所以最终结构体的大小为8。

> union的情况

而分配给union的实际大小**不仅要满足是对齐大小的整数倍**，同时要满足**实际大小不能小于最大成员的大小**。  
所以只需要看union当中最大的那个成员的大小加上对齐大小即可。

最后上面这道题目我们可以看出是2字节对其。其中的函数和嵌套类型的定义是不占任何的空间的。枚举类型disk的大小是一个整型变量的大小所以整个大小是22。