Question

我想更多地了解对齐方式。为什么Microsoft编译器（Visual Studio 2012 Express）会抱怨以下代码片段的对齐？

__declspec(align(16)) class Foo
{
public:
    virtual ~Foo() {}
    virtual void bar() = 0;
};

这是编译器向我提出的警告：

warning C4324: 'Foo' : structure was padded due to __declspec(align())

该类是否具有任何虚拟方法甚至无关紧要。即使对于空类，编译器也会使用相同的警告消息进行抱怨。空类是如何对齐的？编译器如何填充此类？

Answer 1

警告并不一定意味着您做错了什么，但告诉您可能没有打算这样做。请注意，允许编译器警告开发人员认为值得警告的任何内容。原则上，你也可以在13日星期五被警告编译。

在这种特定情况下，假设可能是当您指定对齐时，您不希望使类更大。因此，如果由于你给出的对齐要求而使类变得更大，那么你就不会犯错误。

当然，这就留下了为什么对齐要求使类更大的问题。现在我们回到标准领域（尽管__declspec本身是Microsoft扩展而不是标准）。 C ++标准要求在数组中，对象彼此跟随，其间没有任何空间。因此，如果对象必须与16字节边界对齐，则对象的大小必须是16的倍数。如果成员的大小（显式和隐式）都没有给出必要的大小，则编译器必须将未使用的字节添加到对象。这些字节称为填充。请注意，即使在不是数组成员的对象中也存在此填充。

现在你的类只包含一个隐式虚拟指针（因为它包含虚函数），根据体系结构，它可能是4或8字节大。由于您已请求16字节对齐，因此编译器必须添加12或8字节的填充以使大小为16的倍数，如果没有手动对齐规范，则不必添加。这就是编译器警告的内容。

Answer 2

在x86中，Foo需要4个字节，因此需要一个12字节的填充。在x64中，Foo需要8个字节，因此需要一个8字节的填充。

Answer 3

这个警告说的是，由于使用sizeof，类的大小（由__declspec(align())返回）已经改变（增加）。这可能会破坏事情，从而发出警告。

当然，空类的大小必须大于0，因此它至少为1.

通常大小不会随着对齐而改变，但在你的情况下确实如此，因为你指定的对齐方式大于类的无衬垫大小。请记住，在C中，类型的对齐不能小于其大小，实际上大小必须是对齐的倍数，因此增加大小以匹配对齐。

为什么尺寸必须是对齐的倍数？好吧，想象一下这种类型的数组：连续元素需要由sizeof(T)精确分隔，但每个对象必须在多个对齐的内存地址中。这个等式的唯一解决方案是sizeof(T)必须是对齐的（非空）倍数。

Answer 4

使用时增加结构的对齐方式 __declspec(align())或alignas()，它不仅会导致您的结构更严格地对齐，而且可能必须填充您的结构，根据这个rule：

结构的大小是其对齐的最小倍数，大于或等于其最后一个成员的末尾的偏移量。

换句话说，如果你将结构的对齐增加到16，你最好确保你的结构的大小也是16的倍数，否则你的结构可能因填充而改变大小，这可能是导致您的程序中断（编译器无法判断您依赖结构的大小以及是否了解此规则，因此会发出警告）。

为什么编译器会抱怨对齐？

4 个答案: