24_#pragma使用分析【重点】

关键词：#pragma简介、#pragma message、#pragma one、 内存对齐、#pragma pack、struct占用的内存大小计算方式

1. #pragma简介

• #pragma用于指示编译器完成一些特定的动作
• #pragma所定义的很多指示字是编译器特有的
• #pragma在不同的编译器间是不可移植的
  预处理器将忽视它不认识的#pragma指令
  不同的编译器可能以不同的方式解释同一条#pragma指令
• 用法#pragma parameter:不同的parameter参数语法和意义各不相同

2. #pragma message

• message参数在大多数的编译器中都有相似的实现
• message参数在编译时输出消息到编译输出窗口中
• message用于条件编译中可提示代码版本信息

#include 

#if defined(ANDROID20)
    #pragma message("Compile Android SDK 2.0...")
    #define VERSION "Android 2.0"
#elif defined(ANDROID30)
    #pragma message("Compile Android SDK 3.0...")
    #define VERSION "Android 3.0"
#elif defined(ANDROID40)
    #pragma message("Compile Android SDK 4.0...")
    #define VERSION "Android 4.0"
#else
    #error:Compile Version is not provided! 
#endif

int main()
{
    printf("%s\n", VERSION);

    return 0;
}

输入代码：gcc -DANDROID30 1.c
输出结果：

Android 3.0

3. #pragma one

• #pragma one用于保证头文件只被编译一次
• #pragma one与编译器相关，不一定被支持
• 在工程中的使用：

#ifndef _HEADER_FILE_H_
#define _HEADER_FILE_H_

#pragma once

// source code

#endif

4. 内存对齐

• 不同类型的数据在内存中按照一定的规则排列的，而不一定是顺序的一个接一个的排列
• 下面两个结构体所占的内存空间是否相同？

#include 

struct Test1
{
    char c1;
    short s;
    char c2;
    int i;  
};

struct Test2
{
    char c1;
    char c2;
    short s;    
    int i;  
};

int main()
{
    
    printf(" sizeof(struct Test1) = %d\n sizeof(struct Test2) = %d\n", sizeof(struct Test1), sizeof(struct Test2));

    return 0;
}

输出结果：

sizeof(struct Test1) = 12
sizeof(struct Test2) = 8

5. 为什么需要内存对齐？

• CPU对内存的读取不是连续的，而是分块读取的，块的大小只能是1、2、4、8、16...字节
• 当读取操作的数据未对齐，则需要两次总线周期来访问内存，因此性能会大打折扣
• 某些硬件平台只能从规定的相对地址处读取特定类型的数据，否则产生硬件异常
• #pragma pack用于指定内存对齐方式

6. #pragma pack

• #pragma pack能够改变编译器的默认对齐方式

#include 

#pragma pack(1)
struct Test1
{
    char c1;
    short s;
    char c2;
    int i;  
};
#pragma pack()

#pragma pack(1)
struct Test2
{
    char c1;
    char c2;
    short s;    
    int i;  
};
#pragma pack()

int main()
{
    
    printf(" sizeof(struct Test1) = %d\n sizeof(struct Test2) = %d\n", sizeof(struct Test1), sizeof(struct Test2));

    return 0;
}

输出结果：

 sizeof(struct Test1) = 8
 sizeof(struct Test2) = 8

7. struct占用的内存大小计算方式

• 第一个成员起始于0偏移处
• 每个成员按其类型大小和pack参数中较小的一个进行对齐
  偏移地址必须能被对齐参数整除
  结构体成员的大小取其内部长度最大的数据成员作为其大小
• 结构体总长度必须为所有对齐参数的整数倍

注意： 编译器在默认情况下按照4字节对齐

#pragma pack(4)
struct Test1
{               // 对齐参数     偏移地址    大小
    char c1;    //  1           0           1       
    short s;    //  2           2           2
    char c2;    //  1           4           1
    int i;      //  4           8           4   
};
#pragma pack()

#pragma pack(1)
struct Test2
{               // 对齐参数     偏移地址    大小
    char c1;    //  1           0           1
    char c2;    //  1           1           1
    short s;    //  1           2           2   
    int i;      //  1           4           4   
};
#pragma pack()

8. 小结

• #pragma用于指示编译器完成一些特定的动作
• #pragma所定义的很多指示字是编译器特有的
• #pragma message：用于自定义编译消息
• #pragma once：用于保证头文件只被编译一次
• #pragma pack：用于指定内存对齐方式

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