sizeof pragma 压缩位域结构数组

Question

我将 Visual Studio 2013 用于 x64 系统。 我有以下结构：

#pragma pack(1)
    struct TimeStruct
    {
      int milliseconds  : 10;
      BYTE seconds      : 6;    
      BYTE minutes      : 6;    
      BYTE hour         : 5;    
      BYTE day          : 5;    
    };
#pragma pack()

还有一个数组：

TimeStruct stArray[10];

当我使用sizeof(stArray);时，我得到的结果是 80 而不是 40。

我需要知道问题是编译器没有正确打包还是 sizeof 没有考虑位域的实际大小。

谢谢

Answer 1

有关 MSVC 如何处理位域的更多说明，请参阅 What is VC++ doing when packing bitfields?。

它的实现取决于位域的打包和排序方式，因此请注意布局可能与您的预期不同，并且取决于您使用的特定编译器。

sizeof() 为您提供结构的大小，无论其成员是什么，因此与您的期望不同的是位域打包。

您可以从documentation 中了解布局，或使用此代码凭经验发现布局：

struct TimeStruct a;
unsigned char *b = (unsigned char*)&a;
a.milliseconds = 1;
a.seconds = 2;
a.minutes = 3;
a.hour = 3;
a.day = 4;
for(size_t i = 0; i < sizeof a; i++)
  printf("%02X ", b[i]);

 -> 64 bit compiler 01 00 00 00 02 03 04 05
 -> 32 bit compiler 01 30 FE 00 02 03 A4 65

似乎该结构为 1.int milliseconds : 10; 成员分配了一个完整的 int，然后将剩余的 3 个字节单独打包，为每个成员分配一个 BYTE，但不组合来自不同分配单元的位。

如果您对所有字段使用 int 或 unsigned int，您应该能够将其与 MSVC 编译器紧密打包，并且此结构将占用 4 个字节：

struct TimeStruct
{
  int milliseconds : 10;
  int seconds      : 6;    
  int minutes      : 6;    
  int hour         : 5;    
  int day          : 5;    
};

Answer 2

使用这样定义的类型存储的位字段。

int milliseconds : 10; // 4 bytes
BYTE seconds      : 6; // 1 byte
BYTE minutes      : 6; // 1 byte
BYTE hour         : 5; // 1 byte
BYTE day          : 5; // 1 byte

这就是 MSVC 2013 x64 将其存储在内存中的方式

11111111 11000000 00000000 00000000
11111100 11111100 11111000 11111000

因此，总而言之，您使用 8 个字节来存储一个结构。 8x10 是 80 个字节。一切都是正确的。

值得一提的是，gcc 的行为不同并且允许更紧密的打包。

这里解释gcc和MSVC实现的区别： Forcing unaligned bitfield packing in MSVC