字节对齐 #pragma pack(n)

体系结构的对齐和不对齐，是在时间和空间上的一个权衡。对齐其中一个重要的原因是为了提升cpu的访问速度，节省了时间。

对于char型数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int,float类型，其自身对齐值为4，对于double型，其自身对齐值为8，单位字节。

一、更改C编译器的缺省字节对齐方式

在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件：
     · 使用伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。

     · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。

另外，还有如下的一种方式：
     · __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。
     · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。

如：

#pragma pack(8)

typedef struct  {

    char  i;

    char  j;

}s1;

typedef struct  {

    short i;

    s1   k;

    char j;

}s2;

#pragma pack()

sizeof(s1) = 2;sizeof(s2) = 6;

二、 #pragma pack(n)

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)。程序员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，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。

　　规则：

　　1、数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。

　　2、结构(或联合)的整体对齐规则：在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。

如：

#pragma pack(4)

struct node{

  int e;
  char f;
  short int a;
  char b;

};

struct node n;

printf("%d\n",sizeof(n));

输出结果为12；

/****************************************转******************************/

１:数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小或者成员的子成员大小（只要该成员有子成员，比如说是数组，结构体等）的整数倍开始(比如int在３２位机为４字节,则要从４的整数倍地址开始存储。

 

２:结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储.)

 

３:收尾工作:结构体的总大小,也就是sizeof的结果,.必须是其内部最大成员的整数倍.不足的要补齐.

 

 

等你看完此３条原则,２分钟已经过去,抓紧时间,实战３分钟:

 

 

typedef struct bb
{
 int id;             //[0]....[3]
 double weight;      //[8].....[15]　　　　　　原则１
 float height;      //[16]..[19],总长要为８的整数倍,补齐[20]...[23]　　　　　原则３
}BB;

typedef struct aa
{
 char name[2];     //[0],[1]
 int  id;         //[4]...[7]　　　　　　　　　　原则１

 double score;     //[8]....[15]　　　　
 short grade;    //[16],[17]　　　　　　　　
 BB b;             //[24]......[47]　　　　　　　　　　原则２
}AA;

int main()
{
  AA a;
  cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(BB)<<endl;
  return 0;
}

 

结果是

48 24
ok,上面的全看明白了,内存对齐基本过关.

 

再讲讲#pragma pack().

在代码前加一句#pragma pack(1),你会很高兴的发现,上面的代码输出为

32 16
bb是4+8+4=16,aa是2+4+8+2+16=32;

这不是理想中的没有内存对齐的世界吗.没错,#pragma pack(1),告诉编译器,所有的对齐都按照1的整数倍对齐,换句话说就是没有对齐规则.

 

明白了不?

 

那#pragma pack(2)的结果又是多少呢?对不起,５分钟到了,自己去测试吧.

 

ps:Vc,Vs等编译器默认是#pragma pack(8)，所以测试我们的规则会正常；注意gcc默认是#pragma pack(4)，并且gcc只支持1,2,4对齐。套用三原则里计算的对齐值是不能大于#pragma pack指定的n值

还可参考：http://baike.baidu.com/link?url=EXOlqXzZcsKuiu6Np7qHci-ZI6bUBg9R6AP_2RXAWKdiPtM_G3Yx7zrARMR104XYzROMRFwQCSplS4i71onoVq