VC字节对齐全攻略

 

VC中下面几个结构体大小分别是多少呢
struct MyStruct
{
    double m4;
    char m1;
    int  m3；
};

struct MyStruct {
    char m1;
    double m4;
    int m3;
};

#pragma pack(push)//保存对齐状态
#pragma pack(16)  //设置为16字节对齐
struct test
{
   char m1;
   int m3; 
   double m4;    
};
#pragma pack(pop)//恢复对齐状态
如果你的答案不是16，24和16，相信下面的内容对你很有帮助。

1、 sizeof应用在结构上的情况
请看下面的结构：
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
};
对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢？sizeof(MyStruct)为多少呢？也许你
会这样求：
sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13
但是当在VC中测试上面结构的大小时，你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什
么在VC中会得出这样一个结果吗？
其实，这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度，VC对一些变量的
起始地址做了“对齐”处理。在默认情况下，VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结
构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的
对齐方式(vc6.0,32位系统)。
类型      对齐方式（变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量）
Char      偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数
Short     偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数
int   偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数
float 偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数
double 偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数
各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间，同时按照上面的对
齐方式调整位置，空缺的字节VC会自动填充。同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边
界数（即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数）的倍数，所以在为最后一个成员
变量申请空间后，还会根据需要自动填充空缺的字节。
下面用前面的例子来说明VC到底怎么样来存放结构的。
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
}；
为上面的结构分配空间的时候，VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式，先为第一个
成员dda1分配空间，其起始地址跟结构的起始地址相同（刚好偏移量0刚好为sizeof(doub
le)的倍数），该成员变量占用sizeof(double)=8个字节；接下来为第二个成员dda分配空
间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8，是sizeof(char)的倍数
，所以把dda存放在偏移量为8的地方满足对齐方式，该成员变量占用 sizeof(char)=1个字
节；接下来为第三个成员type分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址
的偏移量为9，不是sizeof (int)=4的倍数，为了满足对齐方式对偏移量的约束问题，VC自
动填充3个字节（这三个字节没有放什么东西），这时下一个可以分配的地址对于结构的起
始地址的偏移量为12，刚好是sizeof(int)=4的倍数，所以把type存放在偏移量为12的地方
，该成员变量占用sizeof(int)=4个字节；这时整个结构的成员变量已经都分配了空间，总
的占用的空间大小为：8+1+3+4=16，刚好为结构的字节边界数（即结构中占用最大空间的
类型所占用的字节数sizeof(double)=8）的倍数，所以没有空缺的字节需要填充。所以整
个结构的大小为：sizeof(MyStruct)=8+1+ 3+4=16，其中有3个字节是VC自动填充的，没有
放任何有意义的东西。
下面再举个例子，交换一下上面的MyStruct的成员变量的位置，使它变成下面的情况
：
struct MyStruct
{
char dda;
double dda1;
int type
}；
这个结构占用的空间为多大呢？在VC6.0环境下，可以得到sizeof(MyStruc)为24。结
合上面提到的分配空间的一些原则，分析下VC怎么样为上面的结构分配空间的。（简单说
明）
struct MyStruct
{
char dda;//偏移量为0，满足对齐方式，dda占用1个字节；
double dda1;//下一个可用的地址的偏移量为1，不是sizeof(double)=8
//的倍数，需要补足7个字节才能使偏移量变为8（满足对齐
//方式），因此VC自动填充7个字节，dda1存放在偏移量为8
//的地址上，它占用8个字节。
int type；//下一个可用的地址的偏移量为16，是sizeof(int)=4的倍
//数，满足int的对齐方式，所以不需要VC自动填充，type存
//放在偏移量为16的地址上，它占用4个字节。
}；//所有成员变量都分配了空间，空间总的大小为1+7+8+4=20，不是结构
//的节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof
//(double)=8）的倍数，所以需要填充4个字节，以满足结构的大小为
//sizeof(double)=8的倍数。
所以该结构总的大小为：sizeof(MyStruc)为1+7+8+4+4=24。其中总的有7+4=11个字节
是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西。
VC对结构的存储的特殊处理确实提高CPU存储变量的速度，但是有时候也带来了一些麻
烦，我们也屏蔽掉变量默认的对齐方式，自己可以设定变量的对齐方式。
VC 中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存
放的起始地址的偏移量有两种情况：第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏
移量必须满足默认的对齐方式，第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移
量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条件，分下面两种情况
：如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的
变量占用的空间数的倍数；

否则必须为n的倍数。下面举例说明其用法。
#pragma pack(push) //保存对齐状态
#pragma pack(4)//设定为4字节对齐
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢复对齐状态

以上结构的大小为16，下面分析其存储情况，首先为m1分配空间，其偏移量为0，满足
我们自己设定的对齐方式（4字节对齐），m1占用1个字节。接着开始为 m4分配空间，这时
其偏移量为1，需要补足3个字节，这样使偏移量满足为n=4的倍数（因为sizeof(double)大
于n）,m4占用8个字节。接着为m3分配空间，这时其偏移量为12，满足为4的倍数，m3占用
4个字节。这时已经为所有成员变量分配了空间，共分配了16个字节，满足为n的倍数。如
果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(16)，那么我们可以得到结构的大小为24。
（请读者自己分析）