c++ - alignas 会影响 sizeof 的值吗？

Question

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    alignas(double) unsigned char c[1024];   // array of characters, suitably aligned for doubles
    alignas(16) char d[100];            // align on 16 byte boundary
    cout<<sizeof(c)<<endl;
    cout<<sizeof(d)<<endl;
    constexpr int n = alignof(int);     // ints are aligned on n byte boundarie
    cout<<n<<endl;
}

这里是代码，对于alignas(double) unsigned char c[1024];，意思是c应该用double对齐>，double 为 8 个字节。所以我认为sizeof(c)应该是1024*8字节，但是控制台输出的是1024。

所以我很困惑。谁能告诉我原因？

Answer 1

alignas 关键字可用于规定对齐要求。例如，alignas(double) 强制变量具有与 double 相同的对齐要求。在我的平台上，这意味着变量在 8 字节边界上对齐。

在您的示例中，整个数组将获得对齐要求，因此它在 8 字节边界上对齐，但这不会影响其大小。

然而，当满足对齐要求需要额外的填充时，alignas 可能会更改复合数据类型的大小。这是一个例子:

#include <iostream>
#include <cstddef>

struct Test
{
    char a;
    alignas(double) char b;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Test test;
    std::cout << "Size of Struct: " << sizeof(Test) << std::endl;
    std::cout << "Size of 'a': " << sizeof(test.a) << std::endl;
    std::cout << "Size of 'b': " << sizeof(test.b) << std::endl;
    std::cout << "Offset of 'a': " << (int)offsetof(struct Test, a) << std::endl;
    std::cout << "Offset of 'b': " << (int)offsetof(struct Test, b) << std::endl;
    return 0;
}

输出:

Size of Struct: 16
Size of 'a': 1
Size of 'b': 1
Offset of 'a': 0
Offset of 'b': 8

在我的平台上这个结构的大小是 16 字节，尽管两个成员的大小都只有 1 个字节。所以 b 并没有因为对齐要求而变大，而是在 a 之后有额外的填充。您可以通过查看各个成员的大小和偏移量来了解这一点。 a 的大小只有 1 个字节，但由于我们的对齐要求，b 在 8 个字节偏移后开始。

并且结构的大小必须是其对齐的倍数，否则数组不起作用。因此，如果您设置的对齐要求大于整个结构的开头(例如，一个仅包含单个 short 的结构并且您将 alignas(double) 应用于该数据成员)，则必须在其后添加填充。