具有不同对齐方式的嵌套结构如何在内存中布局？

Question

我是一名 C# 开发人员，正在为用 C++ 编写的服务器编写客户端。服务器通过 TCP/IP 将一些任意数据流式传输到客户端，我们必须在另一端重新组装它。服务器首先向我们发送数据的描述，然后是数据本身。

有问题的结构：

struct Inner_S
{
  double a;
  double b[4][4];
};

#pragma pack(1)
struct Packed_S
{
  uint8_t c;
  Inner_S d;
};

服务器告诉客户端外部结构对齐为 1，内部结构对齐为 8。协议规范说：

流式结构中的字段对齐是根据 Itanium 64 位 C++ 应用程序二进制接口规范完成的（即与典型 64 位平台上的典型 GNU 编译器相同）。

我找到了Itanium 64-bit C++ Application Binary Interface specification。我认为我正在寻找的部分是“虚拟基地以外的成员分配”，但我迷路了。

在 C# 方面，我正在读取数据流并将我自己的类与从结构中提取的值打包在一起。我需要知道在流中的确切位置来查找结构的每个元素。

我目前正在以这种方式处理结构，据我的用户说这是错误的：

（以对齐 1 开始结构）（无需填充）（读取简单值）c（以对齐 8 开始内部结构）（将填充添加到对齐 8）0000000（读取字段）aaaaaaa（开始数组）（读取简单值)bbbbbbbb.....

at least one site.支持该方法

那么，当我解析这些数据时，如何处理Inner_S 中的对齐？

caaaaaaaabbbbbbbb....（我想？） caaaaaaaa0000000bbbbbbbb....（看起来不对）

Answer 1

正如@Cameron 所建议的，我用offsetof 尝试了这个，因为这涉及到 POD 类型。

#include <iostream>
#include <cstddef>
#include <cstdint>
using namespace std;

struct Inner_S
{
  double a;
  double b[4][4];
};

#pragma pack(1)
struct Packed_S
{
  uint8_t c;
  Inner_S d;
};

int main() {
    cout << "Size: " << sizeof(Packed_S) << endl;
    cout << "c offset: " << offsetof(Packed_S, c) << endl;
    cout << "d offset: " << offsetof(Packed_S, d) << endl;
    cout << "a offset: " << offsetof(Packed_S, d.a) << endl;
    cout << "b offset: " << offsetof(Packed_S, d.b) << endl;
    return 0;
}

输出

Size: 137
c offset: 0
d offset: 1
a offset: 1
b offset: 9

因此，使用您的符号，结构被打包为caaaaaaaabbbbbbbb....。请注意，如果您取出 #pragma pack(1) 指令，编译器会在 c 之后添加 3 个字节的填充。

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