C++內存對齊總結

　　你們都知道，C++空類的內存大小爲1字節，爲了保證其對象擁有彼此獨立的內存地址。非空類的大小與類中非靜態成員變量和虛函數表的多少有關。

而值得注意的是，類中非靜態成員變量的大小與編譯器內存對齊的設置有關。

成員變量在類中的內存存儲並不必定是連續的。它是按照編譯器的設置，按照內存塊來存儲的，這個內存塊大小的取值，就是內存對齊。

 1、引入問題。

#include<iostream>
using namespace std;
class test {
private :
    
    char c='1';//1byte 
    int i;//4byte
    short s=2;//2byte
};

int main(){
    cout << sizeof(test) << endl;
    return 0;
}

輸出：12

class test2 {
private:
    int i;//4byte
    char c = '1';//1byte 
    short s = 2;//2byte
};

int main(){
    cout << sizeof(test2) << endl;
    return 0;
}

 

 輸出：8

咱們能夠看到。類test和test2的成員變量徹底同樣，只是定義順序不同，卻形成了2個類佔用內存大小不同。而這就是編譯器內存對齊的緣故。

 

2、規則

一、第一個數據成員放在offset爲0的地方，之後每一個數據成員的對齊按照#pragma pack指定的數值和這個數據成員自身長度中，比較小的那個進行。

二、在數據成員完成各自對齊以後，類(結構或聯合)自己也要進行對齊，對齊將按照#pragma pack指定的數值和結構(或聯合)最大數據成員長度中，比較小的那個進行。

　　很明顯#pragma pack(n)做爲一個預編譯指令用來設置多少個字節對齊的。值得注意的是，n的缺省數值是按照編譯器自身設置，通常爲8，合法的數值分別是一、二、四、八、16。

　　即編譯器只會按照一、二、四、八、16的方式分割內存。若n爲其餘值，是無效的。

 

3、問題分析

（1）對於類test的內存空間是這樣的：

內存分配過程：

一、char和編譯器默認的內存缺省分割大小比較，char比較小，分配一個字節給它。

二、int和編譯器默認的內存缺省分割大小比較，int比較小，佔4字節。只能空3個字節，從新分配4個字節。

三、short和編譯器默認的內存缺省分割大小比較，short比較小，佔2個字節，分配2個字節給它。

四、對齊結束類自己也要對齊，因此最後空餘的2個字節也被test佔用。

 

（2）對於類test2的內存空間是這樣的：

一、int和編譯器默認的內存缺省分割大小比較，int比較小，佔4字節。分配4個字節給int。

二、char和編譯器默認的內存缺省分割大小比較，char比較小，分配一個字節給它。

三、short和編譯器默認的內存缺省分割大小比較，short比較小，此時前面的char分配完畢還餘下3個字節，足夠short的2個字節存儲，因此short緊挨着。分配2個字節給short。

四、對齊結束類自己也要對齊，因此最後空餘的1個字節也被test佔用。

 

（3）使用#pragma pack(n)

#include<iostream>
using namespace std;
#pragma pack(1)//設定爲 1 字節對齊
class test {
private :
    
    char c='1';//1byte 
    int i;//4byte
    short s=2;//2byte
};

class test2 {
private:
    int i;//4byte
    char c = '1';//1byte 
    short s = 2;//2byte
};
int main(){
    cout << sizeof(test) << endl;
    cout << sizeof(test2) << endl;
    return 0;
}

 

輸出：

能夠看到，當咱們把編譯器的內存分割大小設置爲1後，類中全部的成員變量都緊密的連續分佈。

 

至此，C++內存對齊總結已經差很少了。想要更多瞭解C++對象內存分配推薦陳浩的2篇文章：

http://blog.csdn.net/haoel/article/details/3081328

和http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051

陳浩大神寫的太透徹了。

 

參考：http://www.cppblog.com/snailcong/archive/2009/03/16/76705.html

http://www.jb51.net/article/45406.htm