c - 结构大小、填充和 future

Question

考虑下面的程序

#include <cstdio>
#include <stdint.h>

struct Foo
    {
    int32_t a;
    int32_t b;
    int32_t c;
    };

struct Bar
    {
    int32_t a;
    int32_t b;
    int16_t c;
    };

int main()
    {
    printf("sizeof(Foo)=%u\nsizeof(Bar)=%u",sizeof(Foo),sizeof(Bar));
    return 0;
    }

使用 MinGW 编译时，我在 32 位和 64 位系统上得到 sizeof(Foo)=12 和 sizeof(Bar)=12(我猜在 16 位环境中，sizeof(Bar)=10) .是否有可能在未来将这些结构的大小设置为 16，以便更好地适应 64 位环境？

我将结构存储在文件中，并且不想在将来添加变通方法。 Doom 事物结构布局在 1993 年可能是个不错的选择，但在今天却不是。

Answer 1

Bar 结构的大小与您是否在 16 位环境中没有什么关系，它只与结构中字段的对齐要求有关。

结构的对齐方式通常与其中所有字段的最严格对齐方式相同。在这种情况下，影响它的是 int32_t 类型的 32 位对齐要求。

现在您可能认为情况不应该如此，因为最终字段是一个 16 位值，并且在它之后没有任何内容需要进一步对齐，但您错了。想一想这些东西会发生什么:

0000  index 0  a      32 bits
0004           b      32 bits
0008           c      16 bits
000a           filler 16 bits
000c  index 1  a      32 bits
0010           b      32 bits
0014           c      16 bits
0018           filler 16 bits

你可以看到在 c 之后需要填充符，因为后面的 a 需要正确对齐。

就 future 而言，这些字段的任何对齐都不太可能发生变化，仅仅是因为它们是精确的位宽类型。它们将始终是 32 位值并且可能总是需要 32 位对齐。

话虽如此，但不能保证您将来不会找到需要 32 位值在 128 位边界上对齐的实现。 6.2.8 Alignment of objects 部分是 C11 中的控制部分，它似乎并没有排除这种可能性，因为它没有说明对齐与对象大小有关:

An object type imposes an alignment requirement on every object of that type: stricter alignment can be requested using the _Align keyword.

如果您想捕捉结构大小和/或对齐方式发生变化的可能性，您可以在 main 中使用 sizeof 和 alignof函数输出消息并在不正确时退出。这不会影响该领域的代码，但如果您转向具有更严格对齐的编译器，将会有很大帮助。

这就是您更改它的地方(请参阅 YAGNI)。为所有可能的 future 做计划的问题是你不知道会发生什么:-)