[C/C++] 结构体内存对齐：alignas alignof pack

简述：

　　alignas(x)：指定结构体内某个成员的对齐字节数，指定的对齐字节数不能小于它原本的字节数，且为2^n;

　　#pragma pack(x):指定结构体的对齐方式，只能缩小结构体的对齐数，且为2^n； 优先级比aligns高

　　alignof(variable)：获取变量的对齐字节数

 

用例：

 

　　结果：注释pack

 1 sizeof(data) = 16  
 2 align(data) = 8 
 3 
 4 sizeof(c) = 16  
 5 align(c) = 8 
 6 
 7 sizeof(d) = 16  
 8 align(d) = 2048 
 9 
10 align(d.x) = 8 
11 align(d.c) = 8 
12 
13 sizeof(d.x) = 1 
14 sizeof(d.c) = 4 

 

　　结果：不注释pack

sizeof(data) = 5  
align(data) = 1 

sizeof(c) = 5  
align(c) = 1 

sizeof(d) = 5  
align(d) = 2048 

align(d.x) = 1 
align(d.c) = 1 

sizeof(d.x) = 1 
sizeof(d.c) = 4 

 

总结：

　　1.对齐并不改变 变量的大小，只会在变量后填充数据使其达到对齐字节数。

　　2.填充的可能是  无用的数据，可能是  有用的数据。　　

解释：

　　例如上面的结构体中，char x的 字节对齐是8，int c 字节对齐是4。

　　x的字节大小为1，所以x的后面7个字节被填充。

　　而c的字节对齐是4，所以可以被填充到7个空位中。且位于从x地址开始的4-7个字节（从0开始计数）。

　　补充验证：在main最后添加输出代码

    printf("d.x起始地址：%u\n",&d.x);
    printf("d.c起始地址：%u\n",&d.c);

　　补充验证：结果

d.x起始地址：3722010624
d.c起始地址：3722010628

 

改变：

　　若c的字节对齐不是4，而是8 ，则无法作为填充数据存储在其中，只能另起炉灶，即x的7个填充会被无用的数据进行填充。

　　即将结构体改为

1 struct data
2 {
3     alignas(8) char x;
4     //alignas(2) int b;非法
5     alignas(8) int c;
6 };

　　得到如下的运行结果：

 1 sizeof(data) = 16  
 2 align(data) = 8 
 3 
 4 sizeof(c) = 16  
 5 align(c) = 8 
 6 
 7 sizeof(d) = 16  
 8 align(d) = 2048 
 9 
10 align(d.x) = 8 
11 align(d.c) = 8 
12 
13 sizeof(d.x) = 1 
14 sizeof(d.c) = 4 
15 d.x起始地址：3496839168
16 d.c起始地址：3496839176