C++内存对齐

发表于 2022-07-01 分类于 03知识点

为什么要内存对齐

方便计算机读写数据。对齐的地址一般都是 n（n = 2、4、8）的倍数。

1 个字节的变量，例如 char 类型的变量，放在任意地址的位置上；
2 个字节的变量，例如 short 类型的变量，放在 2 的整数倍的地址上；
4 个字节的变量，例如 float、int 类型的变量，放在 4 的整数倍地址上；
8 个字节的变量，例如 long long、double 类型的变量，放在 8 的整数倍地址上；

基本类型所占字节数

char 1
short 2
int 4
long 4（32位）或者8（64位）
long long 8
float 4
double 8
指针 4（32位）或者8（64位）
枚举 4

影响内存对齐的因素

变量的排列顺序
取消变量对齐：attribute((packed))
#pragma pack (n)：让变量强制按照 n 的倍数进行对齐

内存对齐原则

sizeof一个结struct、class的结果必然是其内部的“最宽基本类型成员”的整数倍。

struct A { int a; char b; }; //sizeof(A)的结果是4的倍数。

struct B { int a; char b; double c; }; //sizeof(B)的结果是8的倍数。

struct C { A a; char b; }; //sizeof(C)的结果是4的倍数。

struct D { B a; char b; }; //sizeof(D)的结果是8的倍数。

结构体或类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。

#include <cstdlib>
#include <cstdio>

class A {
public:
    int m_a;//占0~3字节
    char m_b;//占第4字节
    char m_c;//占第5字节，第6~7字节空着
};

class B {
public:
    char m_a;//占第0字节，1~3空着
    int m_b;//占4~7字节
    char m_c;//占第8字节，第9~11空着
};

class C {
public:
    char m_a;//占第0字节
    char m_b;//占第1字节，2~3空着
    int m_c;//占4~7字节
};

int main()
{
    printf("%d\n%d\n%d\n", sizeof(A), sizeof(B),sizeof(C));//8 12 8
    system("pause");
    return 0;
}

虚函数表也遵循字节对齐

虚函数表指针永远在类的开头位置，并且虚函数表指针占用4（32位）或8（64位）字节。

#include <cstdlib>
#include <cstdio>

class D {
public:
    virtual void f() {}
};

class E {
public:
    virtual void f() {}
    double m_a;
};

class F {
public:
    virtual void f() {}
    int m_a;
};

class G {
public:
    virtual void f() {}
    char m_a;
};

int main()
{
    //结果4 16 8 8
    printf("%d\n%d\n%d\n%d\n", sizeof(D), sizeof(E), sizeof(F), sizeof(G));
    system("pause");
    return 0;
}

参考文章

https://blog.csdn.net/weixin_48896613/article/details/127371045