由一道面試題來看
Struct
的對(duì)界
?
本文節(jié)選自宋寶華的C/C++的struct深層探索一文，本人對(duì)其所描述的struct對(duì)齊比較喜歡，為此轉(zhuǎn)來與大家分享，原文見http://blog.donews.com/21cnbao/archive/2005/09/08/544877.aspx
?
Intel
、微軟等公司曾經(jīng)出過一道類似的面試題：
1. #include <iostream.h>
2. #pragma pack(8)
3. struct example1
4. {
5. ? ??short a;
6. ? ??long b;
7. };
8. struct example2
9. {
10. ?????? ??char c;
11. ?????? ??example1 struct1;
12. ?????? ??short e;
13. };
14. #pragma pack()
?
15. int main(int argc, char* argv[])
16. {
17. ?????? ??example2 struct2;
18. ??cout << sizeof(example1) << endl;
19. ??cout << sizeof(example2) << endl;
20. ??cout << (unsigned int)(&struct2.struct1) - (unsigned int)(&struct2)
<< endl;
21. return 0;
22. }
問程序的輸入結(jié)果是什么？
答案是：
8
16
4
不明白？還是不明白？下面一一道來：
1
、
自然對(duì)界
struct
是一種復(fù)合數(shù)據(jù)類型，其構(gòu)成元素既可以是基本數(shù)據(jù)類型（如
int
、
long
、
float
等）的變量，也可以是一些復(fù)合數(shù)據(jù)類型（如
array
、
struct
、
union
等）的數(shù)據(jù)單元。對(duì)于結(jié)構(gòu)體，編譯器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行成員變量的對(duì)齊，以提高運(yùn)算效率。缺省情況下，編譯器為結(jié)構(gòu)體的每個(gè)成員按其自然對(duì)界（
natural alignment
）條件分配空間。各個(gè)成員按照它們被聲明的順序在內(nèi)存中順序存儲(chǔ)，第一個(gè)成員的地址和整個(gè)結(jié)構(gòu)的地址相同。
自然對(duì)界
(natural alignment)
即默認(rèn)對(duì)齊方式，是指按結(jié)構(gòu)體的成員中
size
最大的成員對(duì)齊。
例如：
struct naturalalign
{
char a;
short b;
char c;
};
在上述結(jié)構(gòu)體中，
size
最大的是
short
，其長(zhǎng)度為
2
字節(jié)，因而結(jié)構(gòu)體中的
char
成員
a
、
c
都以
2
為單位對(duì)齊，
sizeof(naturalalign)
的結(jié)果等于
6
；
如果改為：
struct naturalalign
{
char a;
int b;
char c;
};
其結(jié)果顯然為
12
。
?
2
、
指定對(duì)界
一般地，可以通過下面的方法來改變?nèi)笔〉膶?duì)界條件：
·
使用偽指令
#pragma pack (n)
，編譯器將按照
n
個(gè)字節(jié)對(duì)齊；
·
使用偽指令
#pragma pack ()
，取消自定義字節(jié)對(duì)齊方式。
注意：如果
#pragma pack (n)
中指定的
n
大于結(jié)構(gòu)體中最大成員的
size
，則其不起作用，結(jié)構(gòu)體仍然按照
size
最大的成員進(jìn)行對(duì)界。
例如：
#pragma pack (n)
struct naturalalign
{
char a;
int b;
char c;
};
#pragma pack ()
當(dāng)
n
為
4
、
8
、
16
時(shí)，其對(duì)齊方式均一樣，
sizeof(naturalalign)
的結(jié)果都等于
12
。而當(dāng)
n
為
2
時(shí)，其發(fā)揮了作用，使得
sizeof(naturalalign)
的結(jié)果為
8
。