⑴ 下载程序时字节对齐
一、快速理解
1、内存对齐原则:
第一个成员的首地址为0.
每个成员的首地址是自身大小的整数倍
结构体的总大小,为其成员中所含最大类型的整数倍。
2、什么是字节对齐?
在C语言中,结构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(如数组、结构、联合等)的数据单元。在结构中,编译器为结构的每个成员按其自然边界(alignment)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。
为了使CPU能够对变量进行快速的访问,变量的起始地址应该具有某些特性,即所谓的”对齐”.
比如4字节的int型,其起始地址应该位于4字节的边界上,即起始地址能够被4整除.
3、 字节对齐有什么作用?
字节对齐的作用不仅是便于cpu快速访问。
同时合理的利用字节对齐可以有效地节省存储空间。
对于32位机来说,4字节对齐能够使cpu访问速度提高,比如说一个long类型的变量,如果跨越了4字节边界存储,那么cpu要读取两次,这样效率就低了。
但是在32位机中使用1字节或者2字节对齐,反而会使变量访问速度降低。所以这要考虑处理器类型,另外还得考虑编译器的类型。在vc中默认是4字节对齐的,GNU gcc 是默认4字节对齐。
4、 更改C编译器的缺省字节对齐方式
在缺省情况下,C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件:
使用伪指令#pragma pack (n),C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。
另外,还有如下的一种方式:
__attribute((aligned (n))),让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n,则按照最大成员的长度来对齐。 ·
attribute ((packed)),取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。
5、 举例说明
例1
struct test
{
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
由于编译器默认情况下会对这个struct作自然边界(有人说“自然对界”我觉得边界更顺口)对齐,结构的第一个成员x1,其偏移地址为0,占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型,其起始地址必须2字节对界。
因此,编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然边界地址上,在它们前面不需要额外的填充字节。
在test结构中,成员x3要求4字节对界,是该结构所有成员中要求的最大边界单元,因而test结构的自然对界条件为4字节,编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。
例2
#pragma pack(1) //让编译器对这个结构作1字节对齐
struct test
{
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
#pragma pack() //取消1字节对齐,恢复为默认4字节对齐
1
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3
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5
6
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8
9
1
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5
6
7
8
9
这时候sizeof(struct test)的值为8。
例3
#define GNUC_PACKED __attribute__((packed))
struct PACKED test
{
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
}GNUC_PACKED;
1
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3
4
5
6
7
8
1
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3
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5
6
7
8
这时候sizeof(struct test)的值仍为8。
二、深入理解
①什么是字节对齐,为什么要对齐?
现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始。
但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。
对齐的作用和原因:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方,那么一个读周期就可以读出这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。显然在读取效率上下降很多。
②字节对齐对程序的影响:
先让我们看几个例子吧(32bit,x86环境,gcc编译器):
设结构体如下定义:
struct A
{
int a;
char b;
short c;
};
struct B
{
char b;
int a;
short c;
};
1
2
3
4
5
6
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10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
现在已知32位机器上各种数据类型的长度如下:
char:1(有符号无符号同)
short:2(有符号无符号同)
int:4(有符号无符号同)
long:4(有符号无符号同)
float:4 double:8
那么上面两个结构大小如何呢?
结果是:
sizeof(strcut A)值为8
sizeof(struct B)的值却是12一、快速理解
1、内存对齐原则:
第一个成员的首地址为0.
每个成员的首地址是自身大小的整数倍
结构体的总大小,为其成员中所含最大类型的整数倍。
2、什么是字节对齐?
在C语言中,结构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(如数组、结构、联合等)的数据单元。在结构中,编译器为结构的每个成员按其自然边界(alignment)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。
为了使CPU能够对变量进行快速的访问,变量的起始地址应该具有某些特性,即所谓的”对齐”.
比如4字节的int型,其起始地址应该位于4字节的边界上,即起始地址能够被4整除.
3、 字节对齐有什么作用?
字节对齐的作用不仅是便于cpu快速访问。
同时合理的利用字节对齐可以有效地节省存储空间。
对于32位机来说,4字节对齐能够使cpu访问速度提高,比如说一个long类型的变量,如果跨越了4字节边界存储,那么cpu要读取两次,这样效率就低了。
但是在32位机中使用1字节或者2字节对齐,反而会使变量访问速度降低。所以这要考虑处理器类型,另外还得考虑编译器的类型。在vc中默认是4字节对齐的,GNU gcc 是默认4字节对齐。
4、 更改C编译器的缺省字节对齐方式
在缺省情况下,C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件:
使用伪指令#pragma pack (n),C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。
另外,还有如下的一种方式:
__attribute((aligned (n))),让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n,则按照最大成员的长度来对齐。 ·
attribute ((packed)),取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。
5、 举例说明
例1
struct test
{
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
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由于编译器默认情况下会对这个struct作自然边界(有人说“自然对界”我觉得边界更顺口)对齐,结构的第一个成员x1,其偏移地址为0,占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型,其起始地址必须2字节对界。
因此,编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然边界地址上,在它们前面不需要额外的填充字节。
在test结构中,成员x3要求4字节对界,是该结构所有成员中要求的最大边界单元,因而test结构的自然对界条件为4字节,编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。
例2
#pragma pack(1) //让编译器对这个结构作1字节对齐
struct test
{
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
#pragma pack() //取消1字节对齐,恢复为默认4字节对齐
1
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这时候sizeof(struct test)的值为8。
例3
#define GNUC_PACKED __attribute__((packed))
struct PACKED test
{
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
}GNUC_PACKED;
1
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这时候sizeof(struct test)的值仍为8。
二、深入理解
①什么是字节对齐,为什么要对齐?
现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始。
但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。
对齐的作用和原因:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方,那么一个读周期就可以读出这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。显然在读取效率上下降很多。
②字节对齐对程序的影响:
先让我们看几个例子吧(32bit,x86环境,gcc编译器):
设结构体如下定义:
struct A
{
int a;
char b;
short c;
};
struct B
{
char b;
int a;
short c;
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现在已知32位机器上各种数据类型的长度如下:
char:1(有符号无符号同)
short:2(有符号无符号同)
int:4(有符号无符号同)
long:4(有符号无符号同)
float:4 double:8
那么上面两个结构大小如何呢?
结果是:
sizeof(strcut A)值为8
sizeof(struct B)的值却是12
⑵ 怎么查看c++编译器是几字节对齐
给你个详细的参考。。看了就应该可也明白了。。太乱的话。。直接看参考资料给的链接吧。。C/C++内存对齐一、什么是字节对齐,为什么要对齐? 现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特 定的内存地址访问,这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。 对齐的作用和原因:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问 一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对 数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方,那 么一个读周期就可以读出这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数 据。显然在读取效率上下降很多。二、请看下面的结构:struct MyStruct { double dda1; char dda; int type }; 对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢?sizeof(MyStruct)为多少呢?也许你会这样求: sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13 但是当在VC中测试上面结构的大小时,你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗? 其实,这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度,VC对一些变量的起始地址做了“对齐”处理。在默认情况下,VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。 类型 对齐方式(变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量) Char 偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数 int 偏移把type
⑶ 结构体成员的字节对齐
这个问题都很有深度啊;
首先我要说的是,字节对齐在不同编译器下语法是不一样的,在GCC中是#pragma push(1) #pragma pack(); 在MS C++中用VC的代码项里可以调整,默认是8字节;
typedef struct
{
char c;
int i;
}test;
字节对齐,是对齐,比如说char 与 int 如果是4字节对齐,那么char也会占用4个字节,总共占8字节,而且结构体对象存储是按照顺序存的,char 肯定在int前面。第二种情况如果1字节对齐,意味着char只占1字节,而结下来int会占用4字节,这个N字节对齐的意思是,每个成员占用空间必须是N字节的倍数,不足N字节的占用N字节。那么以1字节对齐那它占用5个字节。
还有你说的每种数据是低位还是高位在前,这个根处理器有关,Intel处理是小端对齐,比如说一个整数522387969用16进制表示是:0x1f 23 02 01,在Intel处理器中表示是0x01 02 23 1f,所以在内存用0x01 02 03 1f来示522387969,这就是所谓有小端对齐;但在arm处理器中522387969表示是0x1f 23 02 01,这就是所谓的大端对齐,这种方式又叫作网络字节序。
当然前面说的字节序只是对int long short这些内置(built in)数据类型用效,对结构体内如果有int long这类成员也会有所谓的字节序,如前面所说,不管是什么序结构体对象存储是按照顺序存,先定义的成员肯定在后定义的成员前面,但单个成员有字节序,不知这样说,你的明白?
不是,请仔细体会这句话:这个N字节对齐的意思是,每个成员占用空间必须是N字节的倍数,不足N字节的占用N字节。
大于N字节就凑够N字节的倍数,比如按3字节对齐,那么一个4字节的int将占据6字节~