类对齐问题答案

【问题标题】：Class Alignment issue类对齐问题
【发布时间】：2015-01-29 16:14:38
【问题描述】：

我正在测试类对齐并发现奇怪的行为。我使用 VS2012 编译器设置 4 和 8 字节对齐设置对其进行了测试，但在每种情况下输出都是相同的。

class Alignemnt{
public:
    Alignemnt():a(){}
    int a;
};

class Alignemnt_1{
public:
    int a;
    char array[2];
};

class Alignemnt_2{
public:
    int a;
    char array[2];
    int x;
};

std::cout <<  "Sizeof(Alignemnt)   :" <<sizeof(Alignemnt) << std::endl;
std::cout <<  "Sizeof(Alignemnt_1) :" <<sizeof(Alignemnt_1) << std::endl;
std::cout <<  "Sizeof(Alignemnt_2) :" <<sizeof(Alignemnt_2) << std::endl;

每次输出为：

Sizeof(Alignemnt)   : 4

Sizeof(Alignemnt_1) : 8

Sizeof(Alignemnt_2) : 12

我认为，Alignemnt_2 的大小应该是 16 字节。

【问题讨论】：

那么，您的问题是什么？在我看来，编译器做得很好？
我认为，Alignemnt_2 的大小应该是 16 字节。
int 通常是 4 字节对齐的。 char[2] 只是一个 2 字节的对象。你得到一个 12 字节的大小，因为第一个 int 占用 4 个字节，第二个对象占用 2 个字节，第三个需要 4 个字节对齐。
@TonyD 大小是对齐的倍数，因此对齐会影响大小。这甚至没有讨论 member 对齐对包含对象的大小的影响。
也许他应该尝试编译更多测试！经过一些简单的阅读，我在想，也许 Visual Studio 编译器以一种特殊的方式优化了数据存储？

标签： c++ memory-alignment

【解决方案1】：

我假设您指的是/Zp 开关，它可以让您控制最大结构成员对齐：

当您指定此选项时，第一个结构成员之后的每个结构成员都存储在成员类型的大小或 n 字节边界（其中 n 为 1、2、4、8 或 16）上，以较小者为准。

由于您没有使用对齐超过 4 个字节的结构成员（sizeof(int) 和 alignof(int) 都是 4），所有 4 个字节及以上的设置都将导致完全相同的行为。

如果要指定结构成员的精确对齐方式，请考虑使用标准 C++ alignas，它允许您指定成员应该具有的精确对齐方式（VS 2012 应该支持iirc)。

See the result of using alignas.

【讨论】：

【解决方案2】：

对齐不应该改变你的对象的大小，只是对象的起始地址。例如，一个 8 字节对齐的对象可能位于地址 0x100000 或 0x100008，或者以 0x100004 而非 0x100004 为十六进制写入的任何以 0 或 8 结尾的地址。

【讨论】：

我不同意。对齐与改变对象大小的填充有关。
此外，对象的大小将是其对齐方式的倍数。
是的。 @gha..st。对齐总是使对象的大小成为设置的倍数。这里我把它设为 8 字节，所以应该是 16 而不是 12。
大小不受对齐方式的影响。打包的效率受对齐的影响，但存储对象所需的字节则不受。例如，如果我将一个需要 8 字节对齐的对象与无关紧要的对象打包在一起，则不需要填充。
@Charlie 除非您谈论的是过度对齐的类型，否则请查看this example，它确实做到了这一点：将一个 8 字节对齐和大小的对象与一个具有 1 字节对齐和大小的对象打包在一起。更改第一个成员的对齐方式时，大小从 9 个字节变为 16 个字节。

【解决方案3】：

没有。

对齐 2 很好。

您有 2 个彼此相邻的字符，这意味着您使用了 4 个字节中的 2 个。打包会将其对齐为 4 个字节，然后您将得到 4 + 4 +4 。

如果您想最终达到 16 个，可以尝试以下声明：

 {
      char a;
      int b;
      char c;
      int d;
 }

【讨论】：

@CrazyC 否决票的任何理由？有什么我说的不正确吗？或者你只是为了不赞成投票而反对投票？
@CrazyC 啊，对不起。我以为你投了反对票。但是，我仍然想知道为什么投反对票的人投反对票......