结构大小,填充和未来

Question

考虑以下程序

#include <cstdio>
#include <stdint.h>

struct Foo
    {
    int32_t a;
    int32_t b;
    int32_t c;
    };

struct Bar
    {
    int32_t a;
    int32_t b;
    int16_t c;
    };

int main()
    {
    printf("sizeof(Foo)=%u\nsizeof(Bar)=%u",sizeof(Foo),sizeof(Bar));
    return 0;
    }

在使用MinGW进行编译时,我在32位和64位系统上得到sizeof(Foo)= 12和sizeof(Bar)= 12(我想在16位环境中,sizeof(Bar)= 10).是否有可能在未来,这些结构的大小将是16,以便在64位环境中更好地适应？

我将结构存储在文件中,并且不希望将来添加解决方法.Doom的东西结构布局可能是一个很好的选择1993但不是今天.

Answer 1

Bar结构的大小与您是否处于16位环境无关,它仅与结构中字段的对齐要求有关.

结构的对齐通常与其中所有字段的最严格对齐相同.在这种情况下,它int32_t是影响它的类型的32位对齐要求.

现在你可能认为不应该是这种情况,因为最后一个字段是一个16位值,并且在它需要进一步对齐之后什么也没有,但你错了.想想一下这些事情会发生什么:

0000  index 0  a      32 bits
0004           b      32 bits
0008           c      16 bits
000a           filler 16 bits
000c  index 1  a      32 bits
0010           b      32 bits
0014           c      16 bits
0018           filler 16 bits

c由于要求a正确对齐以下内容,您可以看到填充物是必需的.

就未来而言,这些字段的任何对齐都不太可能发生变化,仅仅因为它们是精确的位宽类型.它们将始终为32位值,并且可能始终需要32位对齐.

话虽如此,但无法保证您将来找不到需要在128位边界上对齐32位值的实现.Section 6.2.8 Alignment of objects是C11中的控制部分,它似乎没有折扣这种可能性,因为它没有说明对齐与对象大小有关:

对象类型对该类型的每个对象强制对齐要求:可以使用_Align关键字请求更严格的对齐.

如果要捕获结构大小和/或对齐方式发生变化的可能性,可以在函数中使用sizeof和输出消息,如果它们不正确则退出.这不会影响字段中的代码,但如果转移到具有更严格对齐的编译器,则会有很大帮助.alignofmain

这就是你改变它的地方(见YAGNI).规划所有可能的未来的问题是你不知道会发生什么:-)