数据结构填充

Question

什么是 C++ 中的数据结构填充以及如何检查填充字节的字节数？

class a { public: int x; int y; int z; };

Answer 1

哈哈，只需创建 2 个相同的结构，将其中之一打包
例如

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

struct bar {
  int  a;
  char b;
  int  c;
} __attribute__((__packed__));

sizeof(foo) - sizeof(bar)
会给你填充量。或者你也可以像 Duck 建议的那样手动计算。

Answer 2

处理器要求某些类型的数据具有特定的对齐方式。例如，处理器可能要求 int 位于 4 字节边界上。因此，例如，int 可以从内存位置 0x4000 开始，但不能从 0x4001 开始。因此，如果您定义了一个类：

class a
{
public:
    char c;
    int i;
};

编译器必须在 c 和 i 之间插入填充，以便 i 可以在 4 字节边界上开始。

Answer 3

struct A
{
    char c;
    int i;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    A a;

    cout << "sizeof struct = " << sizeof(A) << endl;

    cout << "sizeof items  = " << sizeof(a.c) + sizeof(a.i) << endl;

    return 0;
}

Answer 4

出于性能原因进行填充 - 请参阅这篇文章数据结构对齐更多信息。

要查看编​​译器是否填充您的数据结构，您可以编写一个简单的程序：

#include <iostream>

class a {
public:
    int x;
    int y;
    int z;
};

int main()
{
    std::cout << sizeof(a) << std::endl; // print the total size in bytes required per class instance

    a anInstance;
    std::cout << &anInstance.x << std::endl; // print the address of the x member
    std::cout << &anInstance.y << std::endl; // as above but for y
    std::cout << &anInstance.z << std::endl; // etc
}

我添加了公共声明以避免编译器错误 - 它不会影响大小或填充。

编辑：在我的 MacBook Air 上运行它会给出以下输出：
12
0x7fff5fbff650
0x7fff5fbff654
0x7fff5fbff658

这表明在我的机器上总大小是12字节，每个成员相隔4字节。每个 int 为 4 个字节（可以通过 sizeof(int) 确认）。没有填充。

与班上的不同成员一起尝试此操作，例如：

class b {
    public:
        char      w;
        char      x[6];
        int       y;
        long long z;
};