由朗讯的一道笔试题想到的!

这几天做了一份朗讯的笔试题，想到了struct 的对齐问题，总结出来与大家共享。

1 ．面试题：

typedef union student

{ 

   char name[10]；

    long sno;

    char sex;

    float score [4];

} STU;

main ()

{

STU a[5]；

printf(“%d/n”,sizeof(a))；

}

答案是80 ，因为union是可变的以其成员中最大的成员作为该union的大小！

但是换成是 struct又是多少呢？

typedef struct student

{ 

          char name[10]；

    long sno;

    char sex;

    float score [4];

} STU;

main ()

{

STU a[5]；

printf(“%d/n”,sizeof(a))；

}

答案是 180  ？？？？为什么不是 (10+4+1+16)*5=155? 因为struct 有个叫对齐方式的问题：

    不对齐的数据存取在x86上影响速度，因为在不对齐的时候，对于小的可能会影响其效率，对齐即是多分配一些字节，填充无用数据，以空间的损失来换取消率。

    struct是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如array、struct、union等）的数据单元。对于结构体，编译器会自动进行成员变量的对齐，以提高运算效率。缺省情况下，编译器为结构体的每个成员按其自然对齐（natural alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

      自然对齐(natural alignment)即默认对齐方式，是指按结构体的成员中（类型）size最大的成员作为基本的分配单元，而且与其顺序有这密切的联系。

     例如：

struct naturalalign
{
 char a;
 short b;
 char c;
};

　　在上述结构体中，size最大的是short，其长度为2字节，因而结构体中的char成员a、c都以2为单位对齐，sizeof(naturalalign)的结果等于6；

    如果改为：

struct naturalalign
{
 char a;
 int b;
 char c;
};

　　其结果显然为12。

    那么再回到到原题：结构体中，size最大的是long，size是 4，所以，按照顺序，Char name[10]；12个字节；Long sno; 4个字节；Char sex; 4个字节（这里对齐了）；Float score [4]; 16个字节。于是（12+4+4+16）×5＝180，就是了！

     刚才还说过，与顺序有关，呵呵，我们改一下：

typedef struct student

{

       char name[10]；

       char sex;

       long sno;

       float score [4];

} STU;

main ()

{

STU a[5]；

printf(“%d/n”,sizeof(a))；

}

答案是:160. 为什么，只是换了顺序而已呀？关键就在顺序上。

结构体中，size最大的是long，size是 4，所以，按照顺序，Char name[10]；12个字节；但是这12中多分配的2个字节可以包含后面的Char sex; （问题就在这）；Float score [4]; 16个字节。于是（12+4+16）×5＝160，就是了！所以要小心呀！

 

2. 指定对齐

　　一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对齐条件：

　　· 使用伪指令#pragma pack (n)，编译器将按照n个字节对齐；
　　· 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。

　　注意： 如果 #pragma pack (n) 中指定的 n 大于结构体中最大成员（类型）的 size ，则其不起作用，结构体仍然按照 size 最大的成员进行对齐。

     例如：

#pragma pack (n)
struct naturalalign
{
 char a;
 int b;
 char c;
};
#pragma pack ()

　　 当 n 为 4 、 8 、 16 时，其对齐方式均一样， sizeof(naturalalign) 的结果都等于 12 。而当 n 为 2 时，其发挥了作用，使得 sizeof(naturalalign) 的结果为 8 。

　　在VC++ 6.0编译器中，我们可以指定其对齐方式，其操作方式为依次选择projetct > setting > C/C++菜单，在struct member alignment中指定你要的对界方式。

　　另外，通过__attribute((aligned (n)))也可以让所作用的结构体成员对齐在n字节边界上，但是它较少被使用，因而不作详细讲解。