为什么将一个枚举变量设为f64会增加该枚举的大小？

Question

我创建了三个几乎相同的枚举：

#[derive(Clone, Debug)]
pub enum Smoller {
    Int(u8),
    Four([u8; 4]),
    Eight([u8; 8]),
    Twelve([u8; 12]),
    Sixteen([u8; 16]),
}

#[derive(Clone, Debug)]
pub enum Smol {
    Float(f32),
    Four([u8; 4]),
    Eight([u8; 8]),
    Twelve([u8; 12]),
    Sixteen([u8; 16]),
}

#[derive(Clone, Debug)]
pub enum Big {
    Float(f64),
    Four([u8; 4]),
    Eight([u8; 8]),
    Twelve([u8; 12]),
    Sixteen([u8; 16]),
}

pub fn main() {
    println!("Smoller: {}", std::mem::size_of::<Smoller>()); // => Smoller: 17
    println!("Smol: {}", std::mem::size_of::<Smol>()); // => Smol: 20
    println!("Big: {}", std::mem::size_of::<Big>()); // => Big: 24
}

鉴于对计算机和内存的了解，我期望它们的大小应相同。最大的变体是[u8; 16]大小为16的。因此，尽管这些枚举的第一个变体的大小确实有所不同，但它们具有的最大变体的大小相同，并且变体总数相同。

我知道Rust可以做一些优化来确认某些类型何时存在间隙（例如，指针会折叠，因为我们知道它们将无效且为0），但这确实是相反的。我认为，如果我是手工构造此枚举，我可以将其装入17个字节（辨别只需要一个字节），因此20个字节和24个字节都让我感到困惑。

我怀疑这可能与对齐有关，但是我不知道为什么，也不知道为什么有必要。

有人可以解释吗？

谢谢！

Answer 1

大小必须至少为17个字节，因为它的最大变体为16个字节，并且需要一个额外的字节来进行判别（在某些情况下，编译器可以很聪明，将判别式放入变体的未使用位中，但是无法在这里执行此操作）。

同样，的大小Big必须为8字节的倍数才能正确对齐 f64。大于17的8的较小倍数是24。类似地，Smol不能仅是17个字节，因为它的大小必须是4个字节（的大小f32）的倍数。Smoller仅包含，u8因此可以对齐到1个字节。