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问答题 77 /290

请你说一说操作系统中的结构体对齐,字节对齐

参考答案

参考回答:

1、原因:

1)平台原因(移植原因):不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。

2)性能原因:数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要一次访问。

2、规则

1)数据成员对齐规则:结构(struct)(或联合(union))的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中,比较小的那个进行。

2)结构(或联合)的整体对齐规则:在数据成员完成各自对齐之后,结构(或联合)本身也要进行对齐,对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行。

3)结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。

3、定义结构体对齐

可以通过预编译命令#pragma pack(n),n=1,2,4,8,16来改变这一系数,其中的n就是指定的“对齐系数”。

4、举例

#pragma pack(2)

struct AA {

int a;       //长度4 > 2 按2对齐;偏移量为0;存放位置区间[0,3]

char b;  //长度1 < 2 按1对齐;偏移量为4;存放位置区间[4]

short c;     //长度2 = 2 按2对齐;偏移量要提升到2的倍数6;存放位置区间[6,7]

char d;  //长度1 < 2 按1对齐;偏移量为7;存放位置区间[8];共九个字节

};

#pragma pack()