为什么结构的大小不等于其各个成员类型的大小之和？ [复制]

Question

可能重复：
Why isn’t sizeof for a struct equal to the sum of sizeof of each member?

我想以前一定有人在 SO 上问过类似（重复）的问题。但我找不到它们。基本上我不知道要搜索什么。所以在这里问。

为什么结构的大小不等于其各个成员类型的大小之和？ 我正在使用可视化 C++ 编译器。

例如，假设是 32 位机器。 {=> sizeof(int) == 4; sizeof(char) == 1; sizeof(short) == 2; }

  struct {
      int k;
      char c;
  } s;

预期大小为 4+1 = 5；但 sizeof(s) 给出 8。这里 char 占用 4 个字节而不是 1。我不知道确切原因，但我的猜测是编译器这样做是为了提高效率。

struct{
 long long k;
 int i;
} s;

预期大小为 4+4 = 8（在 32 位机器上）和 8+4=12（在 64 位机器上）。但奇怪的是 sizeof(s) 给出 16。这里 int 和 long long 都占用 8 个字节。

1. 这东西叫什么？
2. 到底发生了什么？
3. 为什么编译器会这样做？
4. 有没有办法告诉编译器停止这样做？

Answer 1

这是因为编译器使用填充将每个元素带入特定于您正在编译的体系结构的字对齐。

这可能是几个原因之一，但通常是：

1. 因为某些 CPU 根本无法读取 long 或 long long 多字节值，当它不在其自身大小倍数的地址上时。

2. 因为可以读取未对齐数据的 CPU 的读取速度可能比对齐时慢得多。

您通常可以使用特定于编译器的指令或编译指示强制关闭它。

当您这样做时，编译器将生成相对低效的代码来使用多个读/写操作访问未对齐的数据。

Answer 2

编译器可以在成员之间或结构末尾插入填充。通常在成员之间进行填充以保持成员对齐以最大化访问速度。最后填充的原因大致相同，以防您决定创建一个结构数组。

为防止这种情况发生，您可以使用 #pragma pack(1) 之类的内容。

Answer 3

这称为填充；这涉及添加更多字节，以便在可被某些特殊数字（通常为 2、4 或 8）整除的地址上对齐结构。编译器甚至可以在成员之间放置填充，以在这些边界上对齐字段本身。

这是一种性能优化：访问对齐的内存地址更快，有些架构甚至不支持访问未对齐的地址。

对于 VC++，您可以使用pack pragma 来控制字段之间的填充。但是请注意，不同的编译器有不同的处理方式，因此，例如，如果您还想支持 GCC，则必须为此使用不同的声明。