带填充的大小答案

【问题标题】：Size of with paddding带填充的大小
【发布时间】：2018-03-16 20:17:24
【问题描述】：

以下结构在 32 位机器上的大小（以字节为单位）是多少安装Linux操作系统？

sizeof(int) = 4 字节
sizeof(short) = 2 字节
sizeof(char) = 1 字节

struct foo {
    int d1;
    char c1;
    int d2;
}

struct foo {
    int d1;
    char c1;
    int d2;
    char c2;
    short s;
};

struct foo{
    int d1;
    int d2;
    char c1;
    char c2;
    short s;
};

struct foo {
    char c1;
    int d1;
    short s;
    int d2;
    char c2;
};

答案：
12,
16,
12,
20

有人能解释一下如何找到这些答案吗？我很困惑，不理解这里的概念。

有人可以解释每个的填充要求吗？这就是我的困惑。我不明白需要什么。！

【问题讨论】：

我很确定这是一个常见的副本。

标签： c struct

【解决方案1】：

它与数据类型的对齐有关，这意味着特定的数据类型（例如 int）可能不会从任何地址开始，而是在 - 比如说 - 仅在内存地址 p % 4 == 0 上开始。这允许编译器（取决于架构）利用处理器通常为此类数据类型提供的优化。

似乎int 的对齐方式为4，即它可能仅从内存地址p % 4 == 0 开始。因此，如果您有一个带有int d1，然后是char c1，然后是int d2 的结构，编译器需要在c1 之后引入3 个填充字节，以便d2 从地址p % 4 == 0 开始。这就是为什么。

没有（或限制较少）对齐限制的数据类型可以在没有（或更少）填充之间进行打包。

接下来的事情是这样的struct“继承”对齐限制，因为这样的对象本身必须从一个地址开始，这样它的成员的对齐限制才不会被违反。这意味着如果你有一个结构体，其ints 和对齐4，如果连续对象违反对齐方式，这样的结构体对象本身可能有尾随填充字节。请注意，（普通）数组保证数组元素之间没有填充，因此任何填充都必须是结构的一部分。这适用于您的示例 4，因此大小为 20（而不是 17）。

希望这会有所帮助。

【讨论】：

【解决方案2】：

对于 32 位 x86 机器，这些值是正确的：

sizeof(int) = 4 bytes
sizeof(short) = 2 bytes
sizeof(char) = 1 byte

以下是 64 位 Linux 机器的值：

/*
   EXAMPLE OUTPUT (64-bit Linux):
     sizeof(char)=     1
     sizeof(int)=      4
     sizeof(short)=    2
     sizeof(long)=     8
     sizeof(long long)=8
     sizeof(char *)   =8
 */
#include <stdio.h>

int main (int argc, char *argv[]) {
  printf ("sizeof(char)=%d  \n", (int)sizeof (char));
  printf ("sizeof(int)=%d  \n", (int)sizeof (int));
  printf ("sizeof(short)=%d  \n", (int)sizeof (short));
  printf ("sizeof(long)=%d  \n", (int)sizeof (long));
  printf ("sizeof(long long)=%d  \n", (int)sizeof (long long));
  printf ("sizeof(char *)=%d  \n", (int)sizeof (char *));
  return 0;
}

然而，“填充”取决于实现：

https://wiki.sei.cmu.edu/confluence/display/c/EXP03-C.+Do+not+assume+the+size+of+a+structure+is+the+sum+of+the+sizes+of+its+members

C 标准的子条款 6.7.2.1 指出，“可能有未命名的在结构对象内填充，但不在其开头” [ISO/IEC 9899:2011]。

不同的编译器可以以不同的方式“填充”结构中的元素。

填充的一个令人信服的原因是“性能”。例如：

https://www.geeksforgeeks.org/structure-member-alignment-padding-and-data-packing/

如果整数分配在不是 4 的倍数的地址，它跨越两排银行，如下图所示。这样的一个整数需要两个内存读取周期来获取数据。

变量的数据对齐处理数据存储的方式这些银行。例如 int 在 32 位上的自然对齐机器是 4 个字节。当数据类型自然对齐时，CPU 以最短的读取周期获取它。

同样，short int 的自然对齐方式是 2 个字节...

因此，在您的示例中，字段 d1、c1 和 d2 的偏移量为：

offset(foo.d1)=0
offset(foo.c1)=4  <-- This is true for 32-bit or 64-bit x86/x64 CPUs
offset(foo.d2)=8  <-- So is this...

总大小为 4 + 4 + 4 = 12

【讨论】：