C 記憶體對齊

2021-07-04 12:52:56 字數 2060 閱讀 6506

記憶體對齊是編譯器為了便於cpu快速訪問而採用的一項技術

我們先從乙個例子開始,對下面的類(或者結構體)

class

node

no;

sizeof(no)的值是多少呢,如果你的回答是7(1+4+2),那麼你應該認真閱讀下面的內容。可以在編譯器上試試,輸出的結果是12,這就是記憶體對齊的結果。

效能原因:資料結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。原因在於,為了訪問未對齊的記憶體,處理器需要作兩次記憶體訪問;而對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問。

編譯器一般按照幾個位元組對齊呢?本文中兩個編譯器預設按照類中最大型別長度來對齊,我麼也可以使用語句#pragma pack(i)(i =1,2,4,8,16)來設定對齊位元組數目,vs還可以在專案屬性-配置屬性-c/c++-**生成-結構成員對齊設定。

對齊規則如下:

如果設定了記憶體對齊為 i 位元組,類中最大成員對齊位元組數為j,那麼整體對齊位元組n = min(i, j) (某個成員的對齊位元組數定義:如果該成員是c++自帶型別如int、char、double等,那麼其對齊位元組數=該型別在記憶體中所佔的位元組數;如果該成員是自定義型別如某個class或者struct,那個它的對齊位元組數= 該型別內最大的成員對齊位元組數《詳見例項4》)

每個成員對齊規則:類中第乙個資料成員放在offset為0的位置;對於其他的資料成員(假設該資料成員對齊位元組數為k),他們放置的起始位置offset應該是min(k, n) 的整數倍

整體對齊規則:最後整個類的大小應該是n的整數倍

當設定的對齊位元組數大於類中最大成員對齊位元組數時,這個設定實際上不產生任何效果(例項2);當設定對齊位元組數為1時,類的大小就是簡單的把所有成員大小相加

我們通過以下幾個例項來分析

例項1:(沒有指定對齊位元組,則n = 最大成員(int i)的大小4)

class

node

此時成員共占用[0~9]10個位元組,還要整體對齊,大小應該是4的倍數,即12

例項2:(假設指定對齊位元組為8,那麼n = min(8,4) = 4)

class

node

成員共佔據[0~7]8個位元組,剛好是4的倍數,因此大小是8

例項3:(假設指定對齊位元組是2,則n = min(2,4) = 2)

class

node

此時成員共占用[0~7]8個位元組,剛好是4的倍數,因此大小是8

例項4:(按照預設設定)

class

temp

;

由例項1可知,預設對齊情況下,temp的大小是12,temp的對齊位元組數是:三個成員取最大的,即為4;

對於node,n = 其三個成員對齊位元組數取最大,即等於t的對齊位元組數,也就是 4。

class

node

此時成員共占用[0~17]18個位元組,還要整體對齊,大小應該是4的倍數,因此大小是20

例項5:(默然設定)

對於node,n = 其三個成員對齊位元組數取最大,即等於d的對齊位元組數,也就是 8。

class

node

此時成員共占用[0~25]26個位元組,還要整體對齊,大小應該是8的倍數,因此大小是32.

類繼承時的記憶體對齊

考慮如下類

class

aclass

b:public

aclass

c:public

b

sizeof(c)結果是多少呢,gcc和vs給出了不同的結果,分別是8、16

gcc中:c相當於把所有成員i、c1、c2、c3當作是在乙個class內部,(先繼承後對齊)

**

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