字节对齐 练习

Posted 2020-10-19 pureyes-cyl

http://m.nowcoder.com/questions?uuid=a1f3b90249ff4666879e8f695915ed7f

在32位cpu上选择缺省对齐的情况下，有如下结构体定义：

#include "iostream"
using namespace std;

struct Zijie
{
    unsigned a : 19;
    unsigned b : 11;
    unsigned c : 4;
    unsigned d : 29;
    char index;
};
int main()
{
        int t = sizeof(struct Zijie);
        cout << t << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

在64位windows上运行是16

分析：

由于在32位cpu上选择缺省对齐的情况下，所以每行支持4个字节即32bit

于是a和b公用一行19+11 = 30bit还剩2bit,又因为c为4bit，无法全部占据该行，故其重新开始一行，第一行空出2bit;

对于第二行，c占据前4bit，同理由于d占据29bit, 无法全部占据该行的剩余空间，所以其处于第三行，第二行中剩余28bit空出；

同理可分析第三行和第四行的空间，由于第四行占据1个直接，为了保持对其需要把剩余空间补齐

综上该结构体的大小为4*4个字节 = 16 

 

对于这道题，首先需要知道位域的概念。

位域是指信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，C语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几 个不同的区域， 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。

位域的定义和位域变量的说明
位域定义
与结构定义相仿，其形式为：
struct 位域结构名
{ 位域列表 };

其中位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度

 

位域表示法

C99规定int、unsigned int和bool可以作为位域类型，但编译器几乎都对此作了扩展， 
允许其它类型类型的存在。 
使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为： 
1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字 
段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止； 
2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字 
段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；(经测试此条好像仅限于char型，整型可以跨域存储) 
3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方 
式，Dev-C++采取压缩方式； 
4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩； 
5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。