C的字节对齐和位域操作weixin44537992的博客-数据结构与算法

1、 字节对齐

首先分析字节对齐之前，需要了解概念

1. 自身对齐：数据结构自身的大小
2. 指定对齐：编译器或者用户指定的值，例如__attribute__ ((aligned (1)))，设置为单字节对齐
3. 有效对齐：取自身对齐和指定对齐中较小的

分析结构体占用内存大小要看以下两个条件

1. 对于结构体或者类，要将其补齐为其有效对齐值的整数倍，结构体的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值
2. 存放成员的起始地址必须是该成员有效对齐值的整数倍

对于位域操作而言，我们需要关心如下：

a. 位域变量的长度不能大于其类型的长度sizeof(类型) ，例如bit_a中char a：10是不行的 b. 位域可以是无名位域，无名位域只能用作填充或调整位置，不能使用 c. 位域结构体的大小必须是其最长基本类型大小的整数倍sizeof(类型)，参见foo4 d. 当一个字节不够放时，可以另起一个字节，也可以有意重新起一个字节，例如如bs f. 当结构体中有非位域操作时，整个结构体不进行压缩，建test3 

例子1：

struct bs      { unsigned a:4 unsigned :0 /*空域*/ unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/ unsigned c:4 } 

例子2：

struct foo4 { char    a : 2; char    b : 3; int c : 1; }; //大小为4 

2. 位对齐（__attribute__使用）

按照bit位，内存是连续的，配合__attribute__使用，GNU使用__attribute__选项来设置，例如下面例子中，Test1使用一位对齐

1. attribute ((aligned (n)))，按照n字节对齐
2. attribute ((packed))，对于域是位对齐

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct Test3 { char a:1; int b:2; long c; }test3; typedef struct Test2 { char a:1; int b:2; int :1; }test2; struct bit{ int a:4; int b:4; char c:4; char d:4; }bit1; //默认字节对齐 struct bit_a { char a:5; char b:5; char c:5; char d:5; char e:5; }__attribute__ ((packed)) bit_a1; //位对齐 struct bit_aa { char a; int b; }__attribute__ ((packed)) bit_aa; //位对齐 typedef struct Test1 { char a:1; short b:2; }__attribute__ ((aligned (1))) test1; //单字节对齐 int main(int argc, char* argv[]) { fprintf(stderr,"%ldn %ldn %ldn %ldn %ldn %ldn",sizeof(test3),sizeof(test2),sizeof(bit1),sizeof(bit_a1),sizeof(bit_aa),sizeof(test1)); exit(0); } 

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