c++ - 类型是否可能具有 'n-byte alignment' 以外的对齐要求

Question

例如，考虑以下内容:

假设 int 是 4 字节对齐的，long 是 8 字节对齐的。

struct example
{
    int a;
    long b;
    int c;
};

编译器将其放置在内存中的明显方式是:AAAAPPPPBBBBBBBBCCCCPPPP，整个结构具有 8 字节对齐。

• P指的是一个字节的padding
• A指的是a的一个字节
• B指的是b的一个字节
• C指的是c的一个字节

在这种情况下，sizeof(example) 是 24。

但另一种方法如下:AAAABBBBBBBBCCCC 整个结构对齐，使得起始字节的地址 mod 8 = 4(不确定如何更简洁地说)

在这种情况下，不需要填充，因此每个实例可以节省 8 个字节。

我的问题是，是否允许编译器这样做(按照标准)？他们真的这样做吗？我一直看到简单地以字节为单位讨论对齐。

Answer 1

结构的对齐要求不能低于其成员的对齐要求。如果结构的成员是 8 字节对齐的，则该结构至少需要 8 字节对齐。如果该结构是 8 字节对齐的，那么在您的示例中，第二个成员不会是 8 字节对齐的，因为它从 8 字节对齐的结构的开头偏移了四个字节，因此它不符合要求.

可能的替代方法是在结构的开头放置填充，但这是不允许的:

C++03 9.2p17

A pointer to a POD-struct object, suitably converted using a reinterpret_cast, points to its initial member (...) and vice-versa. [Note: There might therefore be unnamed padding within a POD-struct object, but not at its beginning, as necessary to achieve proper alignment.]

另一种可能的替代方法是(如您所建议的那样)使 8 字节对齐实际上意味着 ((address%8)==4)(与 (address% 8)==0).如果是这种情况，那么您的 8 字节对齐的 long 将具有相同的要求。不可能同时具有 (address%8)==0 和 (address%8)==4 对齐方式的类型，因为没有办法一般分配满足两种对齐要求的内存。由于 long 也有这种特殊的对齐要求，您仍然无法避免填充。