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关于C++中sizeof()的一些问题求解

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发表于 2019-12-8 03:02:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 丶不离不弃 于 2019-12-8 03:04 编辑

最近在测试类的大小的时候遇到了个问题,首先我介绍下我问题的由来,代码如下,相关注释已经附在代码中:
  1. /*
  2.         memory alignment issues
  3.    0   1   2   3   4   5   6   7
  4. 0        [ ] [ ] [ ] [ ]        [ ] [ ] [ ] [ ]
  5. 8        [ ] [ ] [ ] [ ]        [ ] [ ] [ ] [ ]


  6. */

  7. //sizeof(A) = 32 bytes

  8. class A {
  9. private:
  10.         uint32_t a; // 4 bytes
  11.         uint8_t b; // 1 byte
  12.         // insert 3 bytes of dead space
  13.         double c;  // 8 bytes
  14.         uint8_t d; // 1 byte
  15.         // insert 7 bytes of dead space
  16.         double e; // 8 bytes
  17. public:
  18. };

  19. // write a class B to more efficiently pack
  20. //sizeof(B) = 24 bytes
  21. class B {
  22. private:
  23.         uint32_t a; // 4 bytes
  24.         uint8_t b; // 1 byte
  25.         uint8_t d; // 1 byte
  26.         // insert 3 bytes of dead space
  27.         double c;  // 8 bytes
  28.         double e; // 8 bytes
  29. public:
复制代码


此代码是为了求出一个类的大小,对齐原则就是按照最大的一个类型来对齐,但是我昨天在测试的时候发现了一个异常:
对于这段代码:
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. class A{
  4.     char a;//1
  5.     uint32_t b;//4
  6.     //insert 3 dead space
  7.     char c;//1
  8.     //insert 7 dead space
  9.     double d;//8
  10. };
  11. struct B {
  12.     double d;
  13.     char a;
  14.     int b;
  15.     char c;

  16. };

  17. int main() {
  18.     cout<< sizeof(A)<<endl;//24
  19.     cout<< sizeof(B)<<endl;//24
  20.     return 0;
  21. }
复制代码


按照上面我理解的空间分配,应该是
  1. char a;//1
  2.     uint32_t b;//4
  3.     char c;//1
  4.     //insert 2 dead space
  5.     double d;//8
复制代码

所以这样求出来的大小是16.。。。。。我的理解也是这样的
但是确是这样分配的:
  1. char a;//1
  2.     uint32_t b;//4
  3.     //insert 3 dead space
  4.     char c;//1
  5.     //insert 7 dead space
  6.     double d;//8
复制代码


请问哪位大神能告诉我这是为啥呢?难道char和int/uint32_t 在一起的时候分配是特殊情况吗???
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发表于 2019-12-8 10:34:50 | 显示全部楼层
  1. class A{
  2.     char a;//1
  3.     uint32_t b;//4
  4.     //insert 3 dead space
  5.     char c;//1
  6.     //insert 7 dead space
  7.     double d;//8
  8. };
复制代码


"对于简单类型,如int,char,float等,其对齐大小为其本身大小,即align(int) == sizeof(int),align(char)==sizeof(char),等等。"

a的offset是0
b的offset是4
c的offset是8
d的offset是16

参考
https://www.cnblogs.com/xylc/p/3780907.html
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 楼主| 发表于 2019-12-8 13:20:46 | 显示全部楼层
人造人 发表于 2019-12-8 10:34
"对于简单类型,如int,char,float等,其对齐大小为其本身大小,即align(int) == sizeof(int),align(ch ...

我的意思是,double的大小是8,那么A类中的成员变量分配就是按8位单位来分,那么char, uint32_t,的大小分别为1byte和4byte,那么分配的时候不是应该按照如下:
第一个:char, 后4个:uint32_t, 最后1个:char
char     uint32_t  char
[] [] [] [] []  [] [] [] [] []    1+4+1+2死区
[] [] [] [] []  [] [] [] [] []    8
           double
第二排为double吗,我在按这个分配写算其他例子的时候都是对的,就是这个有问题
开始的char和uint32_t后面没分配完,第二个char为啥要单独独立出来占用8个字节呢??
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发表于 2019-12-8 13:37:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 人造人 于 2019-12-8 13:44 编辑

首先为变量a分配地址,变量a是一个char,align(char) == sizeof(char) == 1,当前可用地址是0,为变量a分配地址0,占用一个字节,下一个可用地址是1
然后为变量b分配地址,变量b是一个uint32_t, align(uint32_t) == sizeof(uint32_t) == 4,当前可用地址是1, 1不是4的倍数,向上对齐到4的倍数,得到的地址是4,地址1 2 3浪费掉,为变量b分配地址4,占用4个字节,下一个可用地址是8
然后为变量c分配地址,变量c是一个char,align(char) == sizeof(char) == 1,当前可以地址是8, 8是1的倍数,为变量c分配地址8,占用一个字节,下一个可用地址是9
然后为变量d分配地址,变量d是一个double,align(double) == sizeof(double) == 8,当前可用地址是9, 9不是8的倍数,向上对齐到8的倍数,得到的地址是16,地址9 10 11 12 13 14 15浪费掉,为变量d分配地址16,占用8个字节,下一个可用地址是24

整个结构体占用24个字节
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发表于 2019-12-8 13:42:37 | 显示全部楼层
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