类/结构成员是否总是按照声明的顺序在内存中创建？答案

【问题标题】：Do class/struct members always get created in memory in the order they were declared?类/结构成员是否总是按照声明的顺序在内存中创建？
【发布时间】：2010-09-21 19:35:37
【问题描述】：

这是Rob Walker 的回答here 引发的问题。

假设我像这样声明一个类/结构：

struct
{ 
    char A;
    int B;
    char C;
    int D;
};

假设这些成员将在内存中完全按照该顺序声明是否安全，或者这是依赖于编译器的事情？我之所以这么问是因为我一直认为编译器可以对它们做任何事情。

这就引出了我的下一个问题。如果上面的例子导致内存对齐问题，为什么编译器不能隐式地把它变成这样的东西：

struct
{ 
    char A;
    char C;
    int B;
    int D;
};

（我主要是在询问 C++，但我也有兴趣听到 C 的答案）

相关主题

Why doesn't GCC optimize structs?

【问题讨论】：

标签： c++ memory memory-alignment

【解决方案1】：

C99 §6.7.2.1 第 13 条规定：

在结构对象中，非位域成员和单元哪些位域驻留有地址增加的顺序它们被声明了。

然后继续说更多关于填充和地址的内容。 C89 等效部分是 §6.5.2.1。

C++ 有点复杂。在 1998 年和 2003 年的标准中，有 §9.2 第 12 条（C++11 中的第 15 条）：

a 的非静态数据成员（非联合）类声明没有干预访问说明符是分配给后来的成员类中的更高地址目的。分配顺序非静态数据成员由访问说明符未指定 (11.1)。实施对齐要求可能会导致两个相邻不被分配的成员紧随其后；所以可能管理空间要求虚函数（10.3）和虚函数基类 (10.1)。

【讨论】：

这个答案很到位。唯一需要注意的是，并非所有编译器都遵循标准。在确实遵循标准的编译器中，不一定在所有优化级别都遵循它。
/该死的/。我不知道那个访问说明符异常——幸运的是，我确信我没有任何代码依赖它。
C++11：现在是 §9.2 第 15 条：该段的措辞没有改变。
C 标准的“非位域成员”部分是否意味着允许编译器重新排序命名位域？
我认为这意味着位域可能会被重新排序，但仅限于它们之间，即共享相同变量的那些。

【解决方案2】：

数据成员按照声明的顺序排列。编译器可以随意散布填充以安排它喜欢的内存对齐方式（您会发现许多编译器都有一个对齐规范选项——如果混合不同程序编译的位时很有用。）。

另见Why doesn't GCC optimize structs?。

看来这个答案对于 C++ 来说有些过时了。你每天都会学到一些东西。谢谢 aib，Nemanja。

【讨论】：

感谢您的链接。我将其添加为相关主题。

【解决方案3】：

我不能代表 C++，但在 C 中，保证顺序与结构中声明的内存顺序相同。

【讨论】：

【解决方案4】：

基本上，您只能对带有standard layout 的类指望它。严格来说，标准布局是 C++0x 的东西，但实际上只是标准化现有的做法/

【讨论】：

【解决方案5】：

除了对齐填充外，任何编译器（据我所知）都不允许针对 C 或 C++ 进行结构优化。我不能说 C++ 类，因为它们可能完全是另一种野兽。

假设您的程序正在与 Windows 上的系统/库代码交互，但您想使用 GCC。您必须验证 GCC 是否使用了相同的布局优化算法，以便在将所有结构发送到 MS 编译代码之前正确打包。

【讨论】：

真的吗？我总是被告知结构和类是完全一样的，除了结构默认为公共访问。或者这是整个“另一个问题”的主题？
C++ 类与 C++ 结构没有什么不同。 唯一的区别在于结构默认使用'public'作为成员或继承，而类使用'private。
@HUAGHAGUAH - 我希望你不介意，我稍微调整了你的帖子。我喜欢你的帖子，不希望任何人投反对票，因为关于 C++ 类的部分完全是另一种野兽。 :-)

【解决方案6】：

在浏览右侧的相关主题时，我查看了this question。在考虑这些问题时，我认为这可能是一个有趣的极端案例（除非它比我意识到的更常见）。

解释一下，如果你有一个 C 中的结构，看起来像这样：

struct foo{};

并在 C++ 中像这样子类化它（使用单独的编译单元）：

extern "C" foo;
struct bar: public foo{};

那么由于aib 提到的原因，内存对齐不一定相同（即使在来自同一供应商的编译器中）。

【讨论】：