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一文了解什么是字节对齐(超详细)

什么是字节对齐

1.空类

class A
{}

对空类做sizeof()计算时应当等于1

2.带虚函数的类

如果有一个类,包含两个32位整型的数据成员,一个普通成员函数,还有一个virtual虚函数,在32位机器上,这个类sizeof()计算的时候得到多少,编译是4字节对齐

32位机器

#pragma pack(4)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

a占4个字节
b占4个字节
void fun不占用内存
因为有一个virtual虚寒函数,有一个虚函数指针,32系统中占用4个字节

所以,占用12个字节。

  • 如果变成8字节对齐呢,应该是多大?
#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

也许你会觉得是16,但是正确的结果是12.

为什么依然还是12呢?

因为字节对齐的规则规定,
对于结构体,他的有效对齐值,是#pragma pack()和该结构体中最大数据成员两者中的较小的那个值。
这里#pragma pack(8)值为8,但K class中最大数据成员为4个字节,所类K依然按照4字节对齐。

  • 如果一个成员函数变成2个成员函数呢?
#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	void fun2();virtual void fun1();
};
#pragma pack()

sizeof(K)依然是占用12个字节。
因为成员函数不占用类对象的内存的。

  • 如果增加一个虚函数,变成两个虚函数了呢?
#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	void fun2();virtual void fun1();virtual int fun3();
};
#pragma pack()

sizeof(K)依然是占用12个字节。
因为每个类只维护一个虚函数指针,所有的虚函数都放在虚函数表中呢。
32位系统中,指针占用4个内存。

  • 再增加一个char类型,大小会变成多少?
#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;char c;void fun();	void fun2();virtual void fun1();virtual int fun3();
};
#pragma pack()

答案是:16字节
虽然,#pragma pack为8,但K类最大数据成员大小占4个字节,
所以K类按照4字节对齐。
a占4个字节0-3
b占4个字节4-7
c占一个字节,8-11
虚函数表指针,必须从4的倍数开头,12-15

64位机器

#pragma pack(4)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

答案是:16字节
因为64位机器下,虚函数表指针为8个字节

  • 如果增加一个char 变量
#pragma pack(4)
class K
{
public:int a;int b;char c;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

答案是:20个字节,因为有效对齐值为4,

地址编号0123
aaaa
地址编号4567
bbbb
地址编号891011
c
地址编号12131415
vptrvptrvptrvptr
地址编号16171819
vptrvptrvptrvptr
  • 如果编译改成8字节对齐呢
#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;char c;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

答案是:24个字节
因为8字节对齐,vptr需要从8的倍数开始存储。

地址编号0123
aaaa
地址编号4567
bbbb
地址编号891011
c
地址编号12131415
地址编号16171819
vptrvptrvptrvptr
地址编号20212223
vptrvptrvptrvptr
http://www.lryc.cn/news/17939.html

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