sizeof 和 alignment(对齐)

1: alignment的定义

alignment指的是对象的开始地址必须满足条件：

>>#pragma pack(push, 1)

<<任何地址

>>#pragma pack(push, 2)

<<偶数地址

>>#pragma pack(push, 4)

<<地址必须是4的倍数

>>#pragma pack(push, 8)

<<地址必须是8的倍数

2: 基本类型T的alignment(T)

对齐值就是上面所说的1, 2, 4, 8

现在对应于每个类型T, 都有一个alignment(T)和T对应，

这个对应关系究竟如何呢：

(以下针对我们现在所碰到的编译器而言)

<< char --> 1 (永远是1)

<< short

#pragma pack(1) --> 1

#pragma pack(2) --> 2

#pragma pack(4) --> 2 // 呵呵，这里是关键

... --> 2

<< int

#pragma pack(1) --> 1

#pragma pack(2) --> 2

#pragma pack(4) --> 4 // 呵呵，这里是关键

... --> 4

...

这里就有了一个概念, 我们尚且将其命名为

internal_PACK(T):

internal_PACK(char) = 1

internal_PACK(short) = 2

internal_PACK(int) =4

internal_PACK(int64) = 8

...

和当前编译器的对齐方式无关。

编译其当前设置的#pragma pack(n)值我们命名为

PACK (= n)

那我们就有公式：

if (internal_PACK(T) < PACK)

alignment(T, PACK) = internal_PACK(T)

else

alignment(T, PACK) = PACK

下面的这个对任何类型T都成立：

alignment(T) <= PACK --------------------------------#1

3 struct(or class)类型ST的alignment(ST)

alignment(ST) = max { alignment(T) | T 是ST的data member 的类型 }

4 举例

#pragma pack(1)

struct A

{

....

};

由#1, 在pack(1)的情况下所有的 alignment(type)≡1

#pragma pack(4)

struct A

{

char ch;

short sh;

};

alignment(ch) = 1

alignment(sh) = 2

alignment(A) = 2

#pragma pack(8)

struct A

{

char ch;

int n;

char ch;

};

alignment(n) = 4

alignment(A) = 4

#pragma pack(2)

struct A

{

char ch;

int n;

char ch;

};

alignment(n) = 2

alignment(A) = 2

5: sizeof(T)

对基本类型来说

sizeof(T) = internal_PACK(T)

对结构类型ST来说

把最后一个数据成员m_last去掉后形成的结构叫ST~

sizeof(ST) = sizeof(ST~) + last_size + patch

其中

last_size = member_patch + sizeof(m_last)

member_patch = [sizeof(ST~) 到比它的alignment(m_last)倍数的最小距离] ;

patch = [sizeof(ST~) + last_size到比它大的alignment(ST)倍数的最小距离]

其中

member_patch是因为m_last要地址对齐alignment(m_last)

patch 是因为如果声明一个数组的话:

ST st[2];

为了满足

1: st[1] 地址alignment(ST)对齐

2: sizeof(st) = sizeof(st1) + sizeof(st2)

关键是第二条

所以需要patch把余下的空间补满。