[C++]内存对齐

[C++]内存对齐

不同类型的内存大小

数据类型	32位大小	64位大小
char	1	1
short	2	2
int	4	4
long	4	8
long long	8	8
指针	4	8
float	4	4
double	8	8

对齐规则

编译器有一个#pragma pack(n)表示默认对齐单位，实际进行结构体对齐时，会取n和成员中最长的数据类型的长度作为对齐单位，具体规则如下：

1. 第一个成员变量的偏移量为 0。
2. 其他成员变量的地址必须是其大小和对齐单位中较小值的整数倍。
3. 结构体总大小必须是最大对齐单位的整数倍。
4. 如果结构体中嵌套了其他结构体，嵌套结构体的起始地址也需要满足其最大对齐单位的整数倍。

例子

#pragma pack(4)  // 默认对齐值

struct A
{
    char x; // 占用地址0
    int y; // 偏移量必须是4的整数倍，因此占用地址4567
    char z; // 占用地址8，为了满足结构体大小为4的整数倍，地址9、10、11也算作A的内存
}; // 大小为12

struct B
{
    char x;  // 0
    int *p;  // 64位下大小为8，因此起始地址为8
    int y;   // 16
}; // 大小为24

struct C
{
    int x;  // 0
    B b;  // 这里看B的最大对齐值，为8，所以起始地址为8，占用24字节
    char c;  // 32
}; // 大小应该为8的整数倍，所以是40

类的内存对齐

class B
{
protected:
    char x;  // 0
    int *p;  // 64位下大小为8，因此起始地址为8
    int y;   // 16
public:
    B() : x('0'), p(nullptr), y(0) {}
    void Foo()
    {
        return;
    }
}; // 这个类没有虚函数，对齐方式与结构体相同，大小为24

class B
{
protected:
    char x;  // 0
    int *p;  // 64位下大小为8，因此起始地址为8
    int y;   // 16
public:
    B() : x('0'), p(nullptr), y(0) {}
    void Foo()
    {
        return;
    }
    virtual void Bar() = 0; // 加上虚函数后，起始地址存的是虚函数表
}; // 大小为32

class C
{
protected:
    char x; // 起始地址为8
public:
    virtual void Bar()
    {
        // do nothing
        return;
    }
};
// 相当于struct C {void ** vtable; char x;};
// 对齐单位是8，所以大小为16