结构大小、填充和未来

Question

考虑以下程序

#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）。未来这些结构体的大小是否有可能会变为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解决方法。 《毁灭战士》的结构布局在 1993 年可能是一个不错的选择，但在今天却不是。

Answer 1

Bar

结构的大小与是否处于 16 位环境无关，它仅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的对齐方式相同。在本例中，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 16 位值，并且后面没有任何内容需要进一步对齐，但您错了。想想一系列这些事情会发生什么：

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

可以看到

c

后面需要填充，因为需要下面的

a

正确对齐。

就未来而言，这些字段的任何对齐方式都不太可能改变，仅仅因为它们是精确的位宽类型。它们始终是 32 位值，并且可能始终需要 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，它似乎并没有折扣这种可能性，因为它没有说明对齐与对象大小相关：

对象类型对该类型的每个对象施加对齐要求：可以使用

_Align

关键字请求更严格的对齐。

如果您想捕获结构大小和/或对齐方式发生变化的可能性，可以在

sizeof

函数中使用

alignof

和

main

来输出消息，如果不正确则退出。这不会影响现场代码，但如果您转向具有更严格对齐的编译器，将会有很大帮助。

并且这就是你改变它的点（参见YAGNI）。规划所有可能的未来的问题是你不知道会发生什么:-)

Answer 2

未来...现在您可以使用

#pragma pack(1)