c/c++ 笔试面试题
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 class A 4 { 5 public: 6 void sayHi(){ 7 cout<<"hello "<<endl; 8 } 9 10 }; 11 int main(){ 12 A *p = new A; 13 p->sayHi(); 14 p = NULL; 15 p->sayHi(); 16 }
以上输出:(因为A::sayHi()并未使用this指针。因此尽管this指针是NULL,只要不去解引用它,便没事儿。)
hello
hello
2. 数据对齐问题:
1. 数据成员对齐规则: 内存为类,结构体或联合体分配内存时,首先可以确定这些对象的首地址,类、结构体或联合体的的成员变量在内存从相对于首地址的offset=0处开始分配内存,分配时遵循如下原则:比较这个变量的类型所占字节数m和#paragma pack(n)中指定的n的大小,
如果m>n,用offset%n,如果m<n,用offset%m,
如果结果==0,那么此变量便分配在以offset为偏移地址的m个字节处,offset+=m;
如果结果!=0,那么采用补齐原则,offset一直加到%m为0时为止,然后再以此时的offset为偏移地址,分配此变量,最后offset+=m;
2. 结构(或联合)的整体对齐规则: 在数据成员完成各自对齐之后,结构(或联合)本身也要进行对齐,对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行。
3. 含有对象组合的对齐规则:各个基本类型成员的对齐方式是不变的,遇到对象的情况下,要在符合这个对象中各个数据类型的字节数的公倍数进行对齐,否则,可能会导致对象内部不对齐。
1字节对齐(#pragma pack(1))
输出结果:sizeof(struct test_t) = 8
分析过程:
1) 成员数据对齐
#pragma pack(1)
struct test_t {
int a; /* 长度4 > 1 按1对齐;起始offset=0 0%1=0;存放位置区间[0,3] */
char b; /* 长度1 = 1 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */
short c; /* 长度2 > 1 按1对齐;起始offset=5 5%1=0;存放位置区间[5,6] */
char d; /* 长度1 = 1 按1对齐;起始offset=7 7%1=0;存放位置区间[7] */
};
#pragma pack()
成员总大小=8
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 1) = 1
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 8 /* 8%1=0 */ [注1]
2字节对齐(#pragma pack(2))
输出结果:sizeof(struct test_t) = 10
分析过程:
1) 成员数据对齐
#pragma pack(2)
struct test_t {
int a; /* 长度4 > 2 按2对齐;起始offset=0 0%2=0;存放位置区间[0,3] */
char b; /* 长度1 < 2 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */
short c; /* 长度2 = 2 按2对齐;offset 需要按照原则1自增,直到起始offset=6 6%2=0;存放位置区间[6,7] */
char d; /* 长度1 < 2 按1对齐;起始offset=8 8%1=0;存放位置区间[8] */
};
#pragma pack()
成员总大小=9
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 10 /* 10%2=0 */
4字节对齐(#pragma pack(4))
输出结果:sizeof(struct test_t) = 12
分析过程:
1) 成员数据对齐
#pragma pack(4)
struct test_t {
int a; /* 长度4 = 4 按4对齐;起始offset=0 0%4=0;存放位置区间[0,3] */
char b; /* 长度1 < 4 按1对齐;起始offset=4 4%1=0;存放位置区间[4] */
short c; /* 长度2 < 4 按2对齐;起始offset=6 6%2=0;存放位置区间[6,7] */
char d; /* 长度1 < 4 按1对齐;起始offset=8 8%1=0;存放位置区间[8] */
};
#pragma pack()
成员总大小=9
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 4) = 4
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12 /* 12%4=0 */
为了避免混淆,做如下规定,以下代码若不加特殊说明都运行于32位平台,结构体的默认对齐值是8,各数据类型所占字节数分别为
char占一个字节
int占四个字节
double占八个字节。
两个例子
请问下面的结构体大小是多少?
struct Test
{
char c ;
int i ;
};
这个呢?
struct Test1
{
int i ;
double d ;
char c ;
};
在公布答案之前先看一下对齐的规则。
对齐规则
一般来说,结构体的对齐规则是先按数据类型自身进行对齐,然后再按整个结构体进行对齐,对齐值必须是2的幂,比如1,2, 4, 8, 16。如果一个类型按n字节对齐,那么该类型的变量起始地址必须是n的倍数。比如int按四字节对齐,那么int类型的变量起始地址一定是4的倍数,比如0x0012ff60,0x0012ff48等。
数据自身的对齐
数据自身的对齐值通常就是数据类型所占的空间大小,比如int类型占四个字节,那么它的对齐值就是4
整个结构体的对齐
整个结构体的对齐值一般是结构体中最大数据类型所占的空间,比如下面这个结构体的对齐值就是8,因为double类型占8个字节。
struct Test2
{
int i ;
double d ;
};
例子答案
有了上面的基础,再回过头去看看一开始的两个例子
先看结构体Test
1 c是char类型,按1个字节对齐
2 i是int类型,按四个字节对齐,所以在c和i之间实际上空了三个字节。
整个结构体一共是1 + 3(补齐)+ 4 = 8字节。
再看Test1
i是int类型,按4字节对齐
d是double类型,按8字节对齐,所以i和d之间空了4字节
c是char类型,按1字节对齐。
所以整个结构体是 4(i) + 4(补齐)+ 8(d) + 1(c) = 17字节,注意!还没完,整个结构体还没有对齐,因为结构体中空间最大的类型是double,所以整个结构体按8字节对齐,那么最终结果就是17 + 7(补齐) = 24字节。
书写结构体的建议
我们对Test1做一点改动
struct Test1
{
char c ;
int i ;
double d ;
};
这时Test1的大小就变成了16,而不是24了,节省了8个字节!可见结构体中成员的书写顺序对结构体大小的影响还是很大的,一个好的建议是,按照数据类型由小到大的顺序进行书写。
如何查看结构体的对齐值
使用预处理命令
#pragma pack(show)
该命令来查看当前的对齐值,但是要注意的是,结果是以warning的形式输出的,所以要在VS的警告窗口中才看得见,如下
warning C4810: value of pragma pack(show) == 8
使用Visual Studio选项(以Visual Studio 2008为例)
Projects-Properties-Configuration Properties-C/C++-Code generation-Struct Member Alignment, 如果没有修改过,则默认值是Default,即8字节对齐。
如何修改结构体的对齐值
使用预处理指令
#pragma pack(num)
num是结构体的对齐值,比如下面的例子按四个字节对齐。
#pragma pack(4)
使用Visual Studio选项(以Visual Studio 2008为例)
Projects-Properties-Configuration Properties-C/C++-Code generation