类型对齐问题与优化方案

组合的基本类型中的类型对齐问题与优化方案

这些天在看C++高效编程:内存与性能优化
看到一个以前触及过但未深入的东西,今天抽空仔细探索(学习)一番.
先看一个结构大小的例子:
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#include <iostream>

struct A { char a ; long b; char c ; long d;};
struct B { char a ; char c; long b ; long d;};

#pragma pack(push,1)
struct C { char a; long b; char c; long d;};
#pragma pack(pop)

void main(void)
{
 using namespace std;
 cout <<"Size of A: "<<sizeof(A) <<"bytes."

<<endl;
 cout <<"Size of B: "<<sizeof(B) <<"bytes."

<<endl;
 cout <<"Size of C: "<<sizeof(C) <<"bytes."

<<endl;

 char ch = getchar();
}
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运行结果:
Size of A: 16bytes.
Size of B: 12bytes.
Size of C: 10bytes.

这三个包含相同类型的数据的结构为什么时候会产生不同

的结果呢?

这些结构大小不同的原因与类型对齐有关.
一般情况下,编译器强制long 和下一个long 相邻.

因此A开头部分在内存中分布状况如下:

地址                内容
-----------------------------
00                  字符a
01                  未用
02                  未用
03                  未用
04-07               long b
08                  字符c
09-11               未用
12-15               long d
-------------------------------

但结构B更紧凑些.因为虽然long b位置和上表中相同,但

字符c却利用了上面未用的空间.

地址                内容
-----------------------------
00                  字符a
01                  字符c
02                  未用
03                  未用
04-07               long b
08-11               long d
-------------------------------

到这里我们应该明白为什么A,B的大小不同了.因此在设计

结构的时候我想一个优秀的程序员应该会考虑一下顺序问

题.特别是使用结构存放数据库中的大量数据时,一个精心

设计的结构往往可以节省很多的空间.

现在看看我们的结构C.或许你会惊奇的发现它只用了10个

字节.同时你大概也知道是#pragma pack起了作用.
正是#pragma pack编译指令让编译器暂时调整对齐.
在上述的程序中,对齐被设定成1个字节.因此内存分配状

态如下:

地址                内容
-----------------------------
00                  字符a
01-04               long b
05                  字符c
06-09               long d
-------------------------------

程序中使用了push和pop,push改变了对齐方式,使新的对

齐方式放入堆栈,最后再pop出栈还原.这样保证程序剩余

部分对齐方式不受影响.

*相关对齐方式,不同编译器可能不同,请参阅所用编译器

使用手册. (man g++)

本文暂时讲到这里.其它优化我们下次再谈.呵.
                        zimmemran  2006-04-18