Sizeof 运算符返回不正确的大小？ [复制]

Posted 2023-02-22

【中文标题】Sizeof 运算符返回不正确的大小？ [复制]

【英文标题】：Sizeof operator returns incorrect size? [duplicate]

【发布时间】：2011-12-01 20:08:43

【问题描述】：

可能重复：Why isn't sizeof for a struct equal to the sum of sizeof of each member?Extra bytes when declaring a member of a struct as uint32_t

由于某种原因，sizeof 运算符为此结构返回了一个虚假的大小（48 而不是40）：

typedef struct mbdb_file_info 
  uint16_t mode;

  uint32_t unk0;
  uint32_t unk1;
  uint32_t user_id;
  uint32_t group_id;

  uint32_t time0;
  uint32_t time1;
  uint32_t time2;

  uint64_t length;
  uint8_t flag;
  uint8_t property_count;
 mbdb_file_info;

所以这里是一个简单的测试：

printf("%ld %ld %ld %ld: %ld", sizeof(uint8_t),
                                sizeof(uint16_t), 
                                sizeof(uint32_t),
                                sizeof(uint64_t),
                                sizeof(mbdb_file_info));

哪些打印：

1 2 4 8: 48

这是怎么发生的？如果将所有尺寸加在一起，您会得到40，而不是48。 48到底是从哪里来的？

如果这是一些奇怪的x86-64 perk，我如何确保结构的所有字段占据我希望它们占据的数量（我正在向这个结构投射一堆字节）？

【参考方案1】：

编译器可能会在结构的中间附加一些字节以对齐结构成员。 struct的大小至少是他成员大小的总和，但不限于此。

【讨论】：

哦，所以我需要volatile struct？

您需要添加__attribute__((packed))。

@Nick 请注意，使用packed 可能会影响程序的性能。未对齐的内存访问可能比对齐的访问更昂贵，并且可以在循环中产生可衡量的差异。

【参考方案2】：

您还可以通过重新排序结构成员来摆脱填充。例如，如果您声明 64 位，然后是 32 位，然后是 16 位，然后是 8 位，它将自然对齐，并且没有额外的填充字节。

【参考方案3】：

由于结构填充（不确定这里的术语是什么）。最大的字段是 64 位，所以一切都按照它对齐。所以，我们有：

typedef struct mbdb_file_info 
  uint16_t mode; // 16 + 

  uint32_t unk0; // 32 = 48, so add 16 more to align to 64bit;
  uint32_t unk1; // this
  uint32_t user_id; // and this give 64bits ;
  uint32_t group_id; // again this

  uint32_t time0; // plus this - 64bits;
  uint32_t time1; // this 
  uint32_t time2; // and this = 64bit ;

  uint64_t length; // this is 64 by itself
  uint8_t flag;  // this
  uint8_t property_count; // +this is 16, add 48 for the alignment
 mbdb_file_info; // when you sum all bits (+ the additional for padding)
                      // you have exactly 48B

【参考方案4】：

对齐。某些数据类型在某些边界处对齐（读取：地址可被 2 整除，例如 16），具体取决于架构，这会导致结构中的填充。

有一些编译器选项可以抑制这种行为，and the gcc documentation tells you how to use the aligned attribute 就可以了。

【参考方案5】：

这称为对齐结构填充。

可能发生的情况是 8 位和 16 位值被填充到 32 位，并且整个结构被填充为机器字长 (8) 的倍数。