C/C++的内存对齐

 

1、内存对齐之pragma pack语法

语法:#pragma pack( [show] | [push | pop] [, identifier], n )
作用:指定结构,联合和类的包对齐方式(pack alignment),可以通知给编译器传递预编译指令而改变对指定数据的对齐方法

举个例子如下:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {

#pragma pack(8) // 指定对齐大小为8
    struct TEST_A
    {
    	// 实际对齐大小为min(sizeof(int),8)=min(4,8)=4,编译器会确保TEST_A首地址即a的地首址是4字节对齐的,此时a对齐
        int a;
        // 实际对齐大小为min(sizeof(char),8)=min(1,8)=1,由于b要求首地址1字节对齐,这显然对于任何地址都合适,所以a,b都是对齐的
        char b;
        // 这是一个数组,数组的对齐大小与其单元一致,因而align(c)=align(double)=min(sizeof(double),8)=min(8,8)=8,
        // 由于c要求首地址8字节对齐,因此前面的a+b=5,还要在c后面补上3个字节才能对齐
        // (注意:此处不仅要确保下一个TEST_A的a,b变量对齐,还要确保c也对齐,所以这里不是填充3字节,而是填充7字节)
        double c[10];
        char d; // 实际对齐大小为min(sizeof(char),8)=min(1,8)=1,任何地址均对齐
    };
#pragma  pack()

	cout << sizeof(TEST_A) << endl; // 整个结构体的大小为(4)+(1+3)+(10*8)+(1+7)=96
	return 0;
}

再举个例子,如下:

#pragma pack(4)
	struct TEST_B
	{
		char a;
		short b;
		int c;
		float d;
		int *e;
		char *f;
		double g;
	};
#pragma pack()
	cout << sizeof(TEST_B) << endl; // 整个结构体的大小为(1+1)+(2)+(4)+(4)+(8)+(8)+(8)=36

当按4字节对齐时是36,而按8字节对齐时需要40 

2、基本数据类型所占用内存大小

本章的实例都运行在64bit的ubuntu系统下。 

3、静态变量static

静态变量的存放位置与结构体实例的存储地址无关,是单独存放在静态数据区的,因此用siezof计算其大小时没有将静态成员所占的空间计算进来。

 

4、

空类是会占用内存空间的,而且大小是1,原因是C++要求每个实例在内存中都有独一无二的地址。

(一)类内部的成员变量:

  • 普通的变量要占用内存,但是要注意对齐原则(这点和struct类型很相似)。
  • static修饰的静态变量不占用内容,原因是编译器将其放在全局变量区。

(二)类内部的成员函数:

  • 普通函数不占用内存。
  • 虚函数要占用8个字节,用来指定虚函数的虚拟函数表的入口地址。所以一个类的虚函数所占用的地址是不变的,和虚函数的个数是没有关系的

 举个例子,如下:

#pragma pack(4)
	class ClassA { };
#pragma pack()
	cout << sizeof(ClassA) << endl; // 1

再举个例子,如下:  

#pragma pack(4)
	class ClassB {
	private:
		char c;
		short sh;
		int a;
	public:
		void fOut() {
			cout << "hello" << endl;
		}
	};

	cout << sizeof(ClassB) << endl; // 输出8,普通函数不占用内存空间 

 当将fOut()函数加上virutal关键字变为虚函数时,输出为16,再添加新的虚函数时,分配的内存空间也不会增加。

5、子类

子类所占内存大小是父类+自身成员变量的值。特别注意的是,子类与父类共享同一个虚函数指针,因此当子类新声明一个虚函数时,不必再保存虚函数表指针入口。

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