结构大小、填充和未来

Question

考虑以下程序

#include <cstdio>
#include <stdint.h>

struct Foo
    {
    int32_t a;
    int32_t b;
    int32_t c;
    };

struct Bar
    {
    int32_t a;
    int32_t b;
    int16_t c;
    };

int main()
    {
    printf("sizeof(Foo)=%u\nsizeof(Bar)=%u",sizeof(Foo),sizeof(Bar));
    return 0;
    }

使用 MinGW 编译时，我在 32 位和 64 位系统上都得到 sizeof(Foo)=12 和 sizeof(Bar)=12（我猜在 16 位环境中，sizeof(Bar)=10） .未来这些结构的大小是否有可能达到 16 以更好地适应 64 位环境？

我将结构存储在文件中，并且不想在将来添加解决方法。 Doom 事物结构布局在 1993 年可能是一个不错的选择，但现在不是。

Answer 1

未来...现在你可以使用#pragma pack(1)

Answer 2

Bar 结构的大小与您是否在 16 位环境中几乎没有关系，它只与结构中字段的对齐要求有关。

结构的对齐方式通常与其中所有字段的最严格的对齐方式相同。在这种情况下，影响它的是 int32_t 类型的 32 位对齐要求。

现在您可能认为不应该这样，因为最终字段是一个 16 位值，并且在它之后没有任何内容需要进一步对齐，但您错了。想想一系列这些事情会发生什么：

0000  index 0  a      32 bits
0004           b      32 bits
0008           c      16 bits
000a           filler 16 bits
000c  index 1  a      32 bits
0010           b      32 bits
0014           c      16 bits
0018           filler 16 bits

可以看到c后面需要填充，因为后面的a需要正确对齐。

就未来而言，这些字段的任何对齐方式都不太可能发生变化，因为它们是精确的位宽类型。它们将始终是 32 位值，并且可能始终需要 32 位对齐。

话虽如此，但不能保证您在未来某个时候不会找到需要在 128 位边界上对齐 32 位值的实现。 6.2.8 Alignment of objects 部分是 C11 中的控制部分，它似乎并没有排除这种可能性，因为它没有说明对齐与对象大小有关：

对象类型对该类型的每个对象都有对齐要求：可以使用 _Align 关键字请求更严格的对齐。

如果您想发现结构大小和/或对齐方式发生变化的可能性，您可以在您的main 函数中使用sizeof 和alignof 来输出消息并在它们不正确时退出。这不会影响该领域的代码，但如果您转向具有更严格对齐方式的编译器，则会有很大帮助。

那是你改变它的地方（见 YAGNI）。规划所有可能的未来的问题是你不知道会发生什么:-)