C++内存对齐总结

　　大家都知道，C++空类的内存大小为1字节，为了保证其对象拥有彼此独立的内存地址。非空类的大小与类中非静态成员变量和虚函数表的多少有关。

而值得注意的是，类中非静态成员变量的大小与编译器内存对齐的设置有关。

成员变量在类中的内存存储并不一定是连续的。它是按照编译器的设置，按照内存块来存储的，这个内存块大小的取值，就是内存对齐。

 一、引入问题。

#include<iostream>
using namespace std;
class test {
private :
    
    char c='1';//1byte 
    int i;//4byte
    short s=2;//2byte
};

int main(){
    cout << sizeof(test) << endl;
    return 0;
}

输出：12

class test2 {
private:
    int i;//4byte
    char c = '1';//1byte 
    short s = 2;//2byte
};

int main(){
    cout << sizeof(test2) << endl;
    return 0;
}

 

 输出：8

我们可以看到。类test和test2的成员变量完全一样，只是定义顺序不一样，却造成了2个类占用内存大小不一样。而这就是编译器内存对齐的缘故。

 

二、规则

1、第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。

2、在数据成员完成各自对齐之后，类(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。

　　很明显#pragma pack(n)作为一个预编译指令用来设置多少个字节对齐的。值得注意的是，n的缺省数值是按照编译器自身设置，一般为8，合法的数值分别是1、2、4、8、16。

　　即编译器只会按照1、2、4、8、16的方式分割内存。若n为其他值，是无效的。

 

三、问题分析

（1）对于类test的内存空间是这样的：

内存分配过程：

1、char和编译器默认的内存缺省分割大小比较，char比较小，分配一个字节给它。

2、int和编译器默认的内存缺省分割大小比较，int比较小，占4字节。只能空3个字节，重新分配4个字节。

3、short和编译器默认的内存缺省分割大小比较，short比较小，占2个字节，分配2个字节给它。

4、对齐结束类本身也要对齐，所以最后空余的2个字节也被test占用。

 

（2）对于类test2的内存空间是这样的：

1、int和编译器默认的内存缺省分割大小比较，int比较小，占4字节。分配4个字节给int。

2、char和编译器默认的内存缺省分割大小比较，char比较小，分配一个字节给它。

3、short和编译器默认的内存缺省分割大小比较，short比较小，此时前面的char分配完毕还余下3个字节，足够short的2个字节存储，所以short紧挨着。分配2个字节给short。

4、对齐结束类本身也要对齐，所以最后空余的1个字节也被test占用。

 

（3）使用#pragma pack(n)

#include<iostream>
using namespace std;
#pragma pack(1)//设定为 1 字节对齐
class test {
private :
    
    char c='1';//1byte 
    int i;//4byte
    short s=2;//2byte
};

class test2 {
private:
    int i;//4byte
    char c = '1';//1byte 
    short s = 2;//2byte
};
int main(){
    cout << sizeof(test) << endl;
    cout << sizeof(test2) << endl;
    return 0;
}

 

输出：

可以看到，当我们把编译器的内存分割大小设置为1后，类中所有的成员变量都紧密的连续分布。

 

至此，C++内存对齐总结已经差不多了。想要更多了解C++对象内存分配推荐陈浩的2篇文章：

http://blog.csdn.net/haoel/article/details/3081328

和http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051

陈浩大神写的太透彻了。

 

参考：http://www.cppblog.com/snailcong/archive/2009/03/16/76705.html

http://www.jb51.net/article/45406.htm