c++ - Windows 64 位结构大小随包含的数据类型而变化？

Question

我有两个不同的数据结构，原则上它们应该具有相同的大小，我想知道为什么它们不一样。

struct pix1 { 
    unsigned char r; 
    unsigned char g;
    unsigned char b; 
    unsigned char a; 
    unsigned char y[2]; 
 }; 

struct pix2 { 
    unsigned char r; 
    unsigned char g;
    unsigned char b; 
    unsigned char a; 
    unsigned short y; 
 }; 

然后，我将这些像素中的四个组合在一起，如下所示:

struct pix4 {
    pix1 pixels[4]; // or pix2 pixels[4]
    unsigned char mask;
};

...但事实证明，根据 sizeof(pix4)，这种分组的大小会发生变化，这取决于我使用的是 pix1 还是 pix2。单独的 sizeof(pix1) == sizeof(pix2)，所以我很困惑为什么分组四方像素会改变大小。我很在意，因为用 short 编写程序比用 2 个无符号字符更容易，但它每个像素要花费 0.25 个字节。

我不确定这个架构是否特定，因为我没有在其他类型的机器上测试过。可以对齐吗？这是我需要担心的事情，还是我可以继续进行简短的实现？

提前感谢您的帮助。

Answer 1

结构的大小相同，但对齐要求不同。

结构的对齐是其所有成员对齐的最大值。所以 pix1 有对齐 1，因为它只有字符，但是 pix2 有来自 short 成员的对齐 2。 pix4 的对齐方式然后从 pixels 成员中获取对齐方式，因此在第一种情况下为 1，在第二种情况下为 2。

现在为了确保数组的所有成员都正确对齐，结构的大小四舍五入到它对齐的下一个倍数。在这两种情况下，pixels 的大小都是 24，但是还有 1 字节的 mask。在第一种情况下，对齐为 1，因此 25 是它的倍数，sizeof(pix4) 为 25，但在第二种情况下，对齐为 2，因此 sizeof(pix4) > 必须四舍五入到下一个偶数 26。

这在所有平台上都是一样的。