c++内存布局

u013163178 2014-11-16 11:52:57

在32位机器上，下列代码中

class A

	{

		union u

		{

			char buffer[13];

			int i;

		}u;

		void foo(){}

		typedef char * (*f)(void*);

		enum{red,green,blue} color;

	}a;

sizeof(a)的值是（）

Ａ.20
B.21
C.22
D.24
E.非以上选项
我写了个代码验证，居然是２０

/*************************************************************************

    > File Name: a.cpp

    > Author: 傻李

    > Mail: hellojukay@gmail.com 

    > Created Time: 2014年11月16日 星期日 11时36分41秒

 ************************************************************************/



#include<iostream>

using namespace std;



int main()

{

	class A

	{

		union u

		{

			char buffer[13];

			int i;

		}u;

		void foo(){}

		typedef char * (*f)(void*);

		enum{red,green,blue} color;

	}a;

	cout << sizeof(a);

	return 0;

}

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ri_aje 2014-11-17

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引用 6 楼 u013163178 的回复:

[quote=引用 3 楼 ri_aje 的回复:] 加 padding 了，char [13] 占用 13 个字节，后面的成员变量类型是 int，所以编译器要使用 int 的对齐方式，即 4 字节，所以把 13 圆整到下一个整除 4 的数字，即 16，然后 16+4 = 20；变成 char[12] 后，12 刚好整除 4 ，所以不需要padding了，然后就是 12+4=16.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	class obj
	{
		
	}a;
	cout<< sizeof(a);
	// your code goes here
	return 0;
}

这个输出１，怎么解释呢[/quote] c++ 要求所有完整对象的大小必需为正整数（不包括零），对于空类，1 是满足 c++ 标准的最小数字。

zhousitiaoda 2014-11-17

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引用 6 楼 u013163178 的回复:

这个输出１，怎么解释呢

《深度探索C++对象模型》对于空类，编译器会额外安插一个char，空类对象也是要在内存中存储的，安插一字节以示区别

zhousitiaoda 2014-11-17

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１:数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小或者成员的子成员大小（只要该成员有子成员，比如说是数组，结构体等）的整数倍开始(比如int在３２位机为４字节,则要从４的整数倍地址开始存储。２:结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储.) ３:收尾工作:结构体的总大小,也就是sizeof的结果,.必须是其内部最大成员的整数倍.不足的要补齐. 看书都不认真。

「已注销」 2014-11-17

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引用 4 楼 fsdafsda12 的回复:

[quote=引用 2 楼 u013163178 的回复:] [quote=引用 1 楼 binaryhead 的回复:] [quote=引用楼主 u013163178 的回复:] 在32位机器上，下列代码中

class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;

sizeof(a)的值是（）Ａ.20 B.21 C.22 D.24 E.非以上选项我写了个代码验证，居然是２０

/*************************************************************************
    > File Name: a.cpp
    > Author: 傻李
    > Mail: hellojukay@gmail.com 
    > Created Time: 2014年11月16日 星期日 11时36分41秒
 ************************************************************************/

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;
	cout << sizeof(a);
	return 0;
}

即使你验证过了，那也不是一个规律，就是说，C++国际标准并没有对类对象实例内存布局作出具体规定，你的验证工作只是在一个特定的C++编译器的特定版本上做了验证，这种经验并不具备可推广性。当然作为辅助理解是有益的。你把char buffer[13];改为char buffer[12];试试结果如何，思考一下原因或许更有收获。[/quote] 改成

char buffer[12];

输出结果就是１６了，很不理解啊[/quote] 搜索一下字节对齐就懂了[/quote]

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	class obj
	{
		int a;
		char b;
	}a;
	cout<< sizeof(a);
	// your code goes here
	return 0;

这个结果是８，貌似不需要对齐吧

「已注销」 2014-11-17

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引用 3 楼 ri_aje 的回复:

加 padding 了，char [13] 占用 13 个字节，后面的成员变量类型是 int，所以编译器要使用 int 的对齐方式，即 4 字节，所以把 13 圆整到下一个整除 4 的数字，即 16，然后 16+4 = 20；变成 char[12] 后，12 刚好整除 4 ，所以不需要padding了，然后就是 12+4=16.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	class obj
	{
		
	}a;
	cout<< sizeof(a);
	// your code goes here
	return 0;
}

这个输出１，怎么解释呢

赵4老师 2014-11-17

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不要迷信书、考题、老师、回帖；要迷信CPU、编译器、调试器、运行结果。并请结合“盲人摸太阳”和“驾船出海时一定只带一个指南针。”加以理解。任何理论、权威、传说、真理、标准、解释、想象、知识……都比不上摆在眼前的事实！有人说一套做一套，你相信他说的还是相信他做的？其实严格来说这个世界上古往今来所有人都是说一套做一套，不是吗？不要写连自己也预测不了结果的代码！

#include <stdio.h>
#define field_offset(s,f) (int)(&(((struct s *)(0))->f))
struct AD  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct A1  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(2)
struct A2  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(4)
struct A4  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(8)
struct A8  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(16)
struct A16 { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(pop)
int main() {
    printf("AD.a %d\n",field_offset(AD,a));
    printf("AD.b %d\n",field_offset(AD,b));
    printf("AD.c %d\n",field_offset(AD,c));
    printf("\n");
    printf("A1.a %d\n",field_offset(A1,a));
    printf("A1.b %d\n",field_offset(A1,b));
    printf("A1.c %d\n",field_offset(A1,c));
    printf("\n");
    printf("A2.a %d\n",field_offset(A2,a));
    printf("A2.b %d\n",field_offset(A2,b));
    printf("A2.c %d\n",field_offset(A2,c));
    printf("\n");
    printf("A4.a %d\n",field_offset(A4,a));
    printf("A4.b %d\n",field_offset(A4,b));
    printf("A4.c %d\n",field_offset(A4,c));
    printf("\n");
    printf("A8.a %d\n",field_offset(A8,a));
    printf("A8.b %d\n",field_offset(A8,b));
    printf("A8.c %d\n",field_offset(A8,c));
    printf("\n");
    printf("A16.a %d\n",field_offset(A16,a));
    printf("A16.b %d\n",field_offset(A16,b));
    printf("A16.c %d\n",field_offset(A16,c));
    printf("\n");
    return 0;
}
//AD.a 0
//AD.b 4
//AD.c 24
//
//A1.a 0
//A1.b 4
//A1.c 17
//
//A2.a 0
//A2.b 4
//A2.c 18
//
//A4.a 0
//A4.b 4
//A4.c 20
//
//A8.a 0
//A8.b 4
//A8.c 24
//
//A16.a 0
//A16.b 4
//A16.c 24
//
//

「已注销」 2014-11-16

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引用 1 楼 binaryhead 的回复:

[quote=引用楼主 u013163178 的回复:] 在32位机器上，下列代码中

class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;

sizeof(a)的值是（）Ａ.20 B.21 C.22 D.24 E.非以上选项我写了个代码验证，居然是２０

/*************************************************************************
    > File Name: a.cpp
    > Author: 傻李
    > Mail: hellojukay@gmail.com 
    > Created Time: 2014年11月16日 星期日 11时36分41秒
 ************************************************************************/

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;
	cout << sizeof(a);
	return 0;
}

char buffer[12];

输出结果就是１６了，很不理解啊

二进制脑袋 2014-11-16

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引用楼主 u013163178 的回复:

在32位机器上，下列代码中

class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;

sizeof(a)的值是（）Ａ.20 B.21 C.22 D.24 E.非以上选项我写了个代码验证，居然是２０

/*************************************************************************
    > File Name: a.cpp
    > Author: 傻李
    > Mail: hellojukay@gmail.com 
    > Created Time: 2014年11月16日 星期日 11时36分41秒
 ************************************************************************/

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;
	cout << sizeof(a);
	return 0;
}

csdcr 2014-11-16

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在union中，由于int i是4字节，所以union自动进行了4字节对齐，由于union原来是13字节，那么4字节对齐（向上扩展到4的整倍数）后就变成了16字节，加上之后的enum是4字节，一共20字节

fsdafsda12 2014-11-16

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引用 2 楼 u013163178 的回复:

[quote=引用 1 楼 binaryhead 的回复:] [quote=引用楼主 u013163178 的回复:] 在32位机器上，下列代码中

class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;

sizeof(a)的值是（）Ａ.20 B.21 C.22 D.24 E.非以上选项我写了个代码验证，居然是２０

/*************************************************************************
    > File Name: a.cpp
    > Author: 傻李
    > Mail: hellojukay@gmail.com 
    > Created Time: 2014年11月16日 星期日 11时36分41秒
 ************************************************************************/

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	class A
	{
		union u
		{
			char buffer[13];
			int i;
		}u;
		void foo(){}
		typedef char * (*f)(void*);
		enum{red,green,blue} color;
	}a;
	cout << sizeof(a);
	return 0;
}

char buffer[12];

输出结果就是１６了，很不理解啊[/quote] 搜索一下字节对齐就懂了

ri_aje 2014-11-16

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加 padding 了，char [13] 占用 13 个字节，后面的成员变量类型是 int，所以编译器要使用 int 的对齐方式，即 4 字节，所以把 13 圆整到下一个整除 4 的数字，即 16，然后 16+4 = 20；变成 char[12] 后，12 刚好整除 4 ，所以不需要padding了，然后就是 12+4=16.

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