C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

时间:2021-12-04 05:50:22

      首先是struct,在C++中,结构体其实和class有很大的相似了。但是有一点不同的是,struct默认是public,而class中是private.

      当然,struct继承等用法也是可以的。

      共用体的声明方式是:

C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

     枚举的声明方式与共用体比较相似

C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

其中a初始化为0,后面默认增1,若已经初始化,则后面再增1,比如d=6在这里。

struct长度计算

C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

大家猜一下,s1 x;int b=sizeof(x);

他的结果会是多少呢?有人会觉得应该是1+8+4+1=14.

C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

实际上是24.为什么会是这样呢?这个和结构体的对齐方式有很大关系。总之有两条

1、整体空间是最大成员占用字节的整数倍,比如这里最大字节占用的是double,他为8,那肯定是8,16,24...

2、内存按照结构体中的数据成员先后排序,并且当前地址应该是以当前成员所占用空间的整数倍。比如在这里double b占用的是8个字节,那么以摆字节就应该是8,16,24.而char a,只有一个字节,则前面空间自动补齐。

按照上面两点的规则,我们不难得出8+8+4+1,但是应该是8的整数倍,所以是24.

 

 这里有必要补充一下:在Linux+gcc环境下,若最大成员是4,则整体空间只需是4的倍数即可。所以这里只需要是4的倍数,4,8,12,16,20,24..
第二点,在Linux+gcc环境下,若某成员类型所占字节数超过4,那前面已摆放空间只需要是4的倍数即可。这里double b;前面只需补齐4个即可,而不需补齐8个。
故会出现整体空间是20的情况。4+8+4+1=17.但是应该是4的倍数,则为20.

 

     那么联合体应该是怎么样的呢?

     很显然联合体取值的时候只能取其中的一个,那么,联合体就是多个成员公用一个内存空间。大家很自然的就想到了,最大那个成员所占用的空间就是联合体的空间了。

 

    讲到了数据的对齐方式,那我们就非常有必要讲一下两种不同机器的存储方式:大端存储模式和小端存储模式。

      大端存储模式:高位字节存储低地位内存中,低位字节存储高位。这里均以0x12345678为例。

   C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

 

小端存储模式:低位存储在高位内存中

C++中数据对齐问题。struct、union、enum,类继承。再谈sizeof()

在小端系统中,b的ASCII为多少?

 1 union enumName {
2 int i;
3 unsigned char ch[2];
4 };
5 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
6 {
7 enumName student;
8 student.i=0x1420;
9 char b=student.ch[0];
10 }

答案应该是32

小端是低位放低位,高位放高位。则是20   14这样排放。ch[0]等于0x20.

其实我们平常使用的计算机很多都是小端存储。

 Update

    本来以为数据对齐的问题已经讲完,但是今天看到了一道笔试题,觉得非常有必要再说一下关于类中,继承类的数据成员对齐问题。

1  class A{
2 public:
3 int a;
4 char b;
5 };
6 class B:public A{
7 public:
8 char c;
9 };

    我们想一下,sizeof(B)是多少呢?肯定有人觉得他应该是9或者1.

     但是其实答案是12.

     为什么是12呢?这里我们就要注意到类的对齐方式了。

     显然B继承自A,那么B应该包括了A的数据成员,那么对于A来说大小应该是8,这个和结构体的计算方式是一致的。

     特别注意第二点,子类的对齐还要考虑父类的情况,在这里表现的就是,A中最大为4,那么最后的数据大小应该是4的整数倍,4,8,12,。

     这里本来应该是8+1.但需要自动补齐,因此是12.

 

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