C++面经之----------内存对齐

最新推荐文章于 2024-10-27 18:58:51 发布
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内存对齐是提高处理器访问效率的关键，避免不必要的内存读取操作。结构体对齐遵循特定规则，如成员变量对齐到自身大小与默认对齐数较小值的整数倍，结构体大小为最大对齐数的整数倍。通过预编译指令可以调整对齐系数。在结构体`S`中，成员变量按照VS默认对齐数8进行对齐，最终结构体大小为16字节。内存对齐对于跨平台编程和硬件兼容性至关重要。

内存对齐

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为什么需要内存对齐

尽管内存是以字节为单位，但是大部分处理器并不是按字节块来存取内存的.它一般会以双字节,四字节,8字节,16字节甚至32字节为单位来存取内存，我们将上述这些存取单位称为内存存取粒度.

现在考虑4字节存取粒度的处理器取int类型变量（32位系统），该处理器只能从地址为4的倍数的内存开始读取数据。

假如没有内存对齐机制，数据可以任意存放，现在一个int变量存放在从地址1开始的联系四个字节地址中，该处理器去取数据时，要先从0地址开始读取第一个4字节块,剔除不想要的字节（0地址）,然后从地址4开始读取下一个4字节块,同样剔除不要的数据（5，6，7地址）,最后留下的两块数据合并放入寄存器.这需要做很多工作.

也就是说内存对齐以后可以增加我们访问数据的效率，也就是为对我的内存处理器需要做两次操作而对齐的内存处理器只需要做一次操作，第二个就是，有的机器只能从某个数的整数倍进行寻址，如果不是内存对齐，那么不同机器的代码可能不能运行

结构体对齐规则

参考链接

每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”（也叫对齐模数）。gcc中默认#pragma pack(4)，可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n = 1,2,4,8,16来改变这一系数。

有效对其值：是给定值#pragma pack(n)和结构体中最长数据类型长度中较小的那个。有效对齐值也叫对齐单位。

  • 第一个成员在与结构体
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OpenGL（Open Graphics Library）和OpenCL（Open Computing Language）是两种不同的开放标准，由Khronos Group维护，但它们的应用场景和设计目标有显著区别。1. 核心用途OpenGL专注于图形渲染，用于在GPU上高效渲染2D/3D图形。它提供了一套API，允许开发者利用硬件加速绘制复杂的图形场景（如游戏、CAD、可视化等）。OpenCL专注于通用并行计算，允许开发者利用GPU、CPU或其他计算设备（如FPGA）进行高性能计算。
内存对齐--面试常问问题和笔试常考问题
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内存对齐可以使数据在内存中以更加紧凑的方式存储，从而提高了数据的访问效率。处理器通常能够更快地访问内存中对齐的数据，而不需要额外的字节偏移计算。：许多硬件平台要求数据按照一定的对齐规则存储，否则可能会导致性能下降或者错误。不符合硬件要求的数据存储方式可能会引发总线错误或性能降低。：在C++中，结构体和类中的成员变量通常按照编译器的默认对齐方式进行排列，以确保数据的正确访问和存储。手动调整对齐方式可以保证数据的正确性。：内存对齐可以确保数据在不同平台上的一致性。
c++面试问答：内存对齐
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所谓的内存对齐，就是为了让内存存取更加有效率而采取的一种优化手段，对齐的结果是使得内存中数据的首地址是CPU单次获取数据大小的整数倍。比如，CPU单次获取数据的大小是4个字节，对于 int x 而言，如果 x 的地址是0x00000000、0x00000004...等4的倍数，就是内存对齐。此外，这里说的内存对齐，一般就是针对结构体来进行探讨的，所以这就可以理解在本文后面提到的对整体和成员有不同的对齐方式了。
关于内存对齐的面试题
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郑重声明：本文是笔者根据个人理解所写，错误难免，欢迎拍砖！ 　　　　 可以任意转载、修改，转载时是否标明出处，随君而定！ 请说出如下2种方式，哪种更好，为什么？ 方式一： void foo(int a, float b, char* ch, double d, float f); 方式二： struct A { int a; float b; ...
C++面试题(一)-C++结构体内存对齐
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结构体内存对⻬⽅式和为什么要进⾏内存对⻬？
【面经笔记】C、C++内存管理
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C内存管理存储时:执行程序在存储时（没有调入到内存）分为代码区（text）、数据区（data）和未初始化数据区（bss）3个部分。1 代码区（text segment）存放CPU执行的机器指令（machine instructions）。通常，代码区是可共享的（即另外的执行程序可以调用它），因为对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可。代码区通常是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改
嵌入式面经-c c++面经-软件开发面经＜10 30＞--继承、多态常见面试题（一）_没有指向引用的指针,因为引用是没有地址的,但是有指针的作用
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虚拟继承在一般的应用中很少用到，所以也往往被忽视，这也主要是因为在C++中，多重继承是不推荐的，也并不常用，而一旦离开了多重继承，虚拟继承就完全失去了存在的必要因为这样只会降低效率和占用更多的空间。前辈总结说：如果不是虚继承的类，即便有虚函数也不会因此增加存储空间，如果是虚继承的类，没有虚函数就添加一个虚指针空间，有虚函数不论多少个，就添加两个虚指针空间。本人将前辈总结归纳为：如果此时类里有一个或多个虚函数，那么需要加1个虚指针空间，如果还是虚继承，那么需要再加1个虚指针空间，最多就2个虚指针空间。
C++经典面试题之深入解析内存对齐
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众所周知，为了保证每个对象拥有彼此独立的内存地址，C++空类的内存大小为1字节。而非空类的大小与类中非静态成员变量和虚函数表的多少有关。其中，类中非静态成员变量的大小则与编译器的位数以及内存对齐的设置有关。
C++之内存对齐
weixin_56054625的博客
02-18 1425
1.平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。2.性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而。
C++面试题之结构体内存对齐计算问题总结大全
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主要给大家总结了关于C++面试题中结构体内存对齐计算问题的相关资料，文中通过示例代码介绍的非常详细，通过这些介绍的内容对大家在面试C++工作的时候，会有一定的参考帮助，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧。
【C/C++】内存对齐
青峰碧陋室
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在了解内存对齐方式前，先介绍计算机的存储方式：Big Endian与Little Endian：  Big Endian   即数据的高位在低地址，地位在高地址，并且把最高字节的地址作为变量的首地址 Little Endian 即数据的高位在高地址，数据的低位在低地址，并且把最低字节的地址作为变量首地址。         现实中，某些基于RISC(精简指令集)的cpu比如SPARC、P
C/C++ 内存对齐题目练习
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结构体/类内存对齐的规则 1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除； 备注：编译器在给结构体开辟空间时，首先找到结构体中最宽的基本数据类型，然后寻找内存地址能被该基本数据类型所整除的位置，作为结构体的首地址。将这个最宽的基本数据类型的大小作为上面介绍的对齐模数。 2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上...
C++学习之第五天-new、delete和内存对齐
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一、选择题 1、执行以下程序 char *str; cin >> str; cout << str; 若输入abcd 1234，则输出（D） A. abcd B. abcd 1234 C.1234 D. 输出乱码或错误 str是一个char*型指针，未初始化，是一个野指针。所以往该地址输入会coredump； 2、执行以下程序 char a[200]; cin.getline(a, 200, ' '); cout <...
c/c++内存分配与内存对齐
王晓斌的专栏
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C/C++题目--内存对齐
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题目：什么是内存对齐？为什么要对齐？什么时候需要对齐？ 【答案】 什么是内存对齐？ 字节对齐（内存对齐）主要是根据编译器设定或者在特定系统环境下数据按一定的规则存取在内存中的位置。 为什么要对齐？ 由于不同系统对数据存取的位置有着不同的要求，对齐规则也就会有些不同。在X86系统下，一般默认对齐为4的整数倍并作为自然对齐。 CPU访问数据的效率问题（对一些系统要求效率高）： （1）若存...
C++内存对齐问题
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做MOOC的作业，发现了这个问题，还是我的知识盲区，记录一下。 #include <iostream> using namespace std; class A { private: char b[2]; public: void Fun(){} }; class A1 { private: char b[2]; public: virtual void Fun() {...
C++常见面试问题之内存对齐
weixin_57672347的博客
10-23 440
2.如果数据是从1字节开始的，就首先要将前 4 个字节读取到寄存器，并再次读取 4-7 个字节数据进入寄存器，接着把0字节，5，6，7字节的数据剔除，最后合并 1，2，3，4 字节的数据进入寄存器，所以说，当内存没有对齐时，寄存器进行了很多额外的操作，现代计算机中内存空间都是按照 byte 划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但是实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制，它们会要求这些数据的首地址的值是某个数k（通常它为4或8）的倍数，这就是所谓的内存对齐。
【C++】内存对齐和简单的内存管理
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内存管理 自己申请一个内存块，用来存放构造的数据，使用placement new在内存上构造数据。 示例： //待操作的数据 struct Data { Data(int _a, char _b, double _c) :a(_a), b(_b), c(_c) {} int a; char b; double c; }; class Bloc...
c++面经
03-08
### C++ 面试中的常见问题 #### 基类的析构函数为何要声明为虚函数？ 当基类指针指向派生类对象并删除该指针时，如果基类的析构函数不是虚函数，则只会调用基类的析构函数而不会调用派生类的析构函数。这可能导致资源泄漏或其他未定义行为。因此，为了确保所有层次结构中的析构函数都能被正确调用，应该将基类的析构函数声明为虚函数[^1]。 #### C++ 的异常处理机制有何优点？ C++ 的异常处理允许程序在遇到错误条件时不立即终止执行流程而是抛出异常给更高层来决定如何处理这些异常状况。这种分离使得底层代码专注于业务逻辑而不是复杂的错误检测与恢复工作；同时让高层能够集中管理不同类型的异常情形，提高了代码清晰度和维护性[^2]。 #### 指针和引用的区别是什么？ - **生命周期**：指针可以为空(null)，也可以重新赋值指向另一个地址；而引用一旦初始化就必须关联到某个有效变量，并且不能再改变所引用的对象。 - **操作符支持**：对于指针来说存在解引用(`*`)以及取址(&)的操作符号；但是引用则不需要额外的操作符来进行访问因为它本身就是作为目标实体的一个别名。 - **内存开销**：通常情况下两者占用相同的字节数（取决于平台），不过由于编译器优化等原因实际表现可能会有所差异[^3]。 #### `new` 和 `delete` 如何实现？它们与 `malloc` 及 `free` 有什么异同？ - **相同点**：都是用于分配/释放动态存储空间的方法，在堆区创建对象实例或者数组。 - **不同之处**： - `new/delete` 是运算符而非库函数形式； - 使用 `new` 创建对象会自动调用相应的构造函数完成初始化过程，同样销毁时也会触发对应的析构函数清理资源； - 对象类型安全检查更为严格——即通过 `new T[]` 形式的表达式申请多维数组时能保留维度信息供后续使用； - 支持自定义配置参数如对齐方式等高级特性. #### 结构体(struct) 和 类(class) 主要有哪几个方面的差别？ 主要体现在默认访问权限上： - Struct 默认成员是 public 访问级别，默认继承也是公有的(public); - Class 则相反，默认私有(private), 私密程度较高一些; 除此之外二者语法几乎完全一致，都可以拥有数据成员、方法成员(含静态成员)、友元声明等等. ```cpp struct Point { int x; // Public by default for structs. }; class Rectangle { private: float width_; // Private by default for classes. public: void setWidth(float w){width_ = w;} }; ```
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