Question

如果我们有一个带有位字段的结构，那么后续成员如何在结构中对齐？请考虑以下代码：

struct A{
    int a:1;
    char b;     // at offset 1
};

struct B{
    int a:16;
    int b: 17;
    char c;     // at offset 7
};

printf("Size of A: %d\n", (int)sizeof(struct A));
printf("Offset of b in A: %d\n", (int)offsetof(struct A, b));

printf("Size of B: %d\n", (int)sizeof(struct B));
printf("Offset of c in B: %d\n", (int)offsetof(struct B, c));

输出：

Size of A: 4
Offset of b in A: 1
Size of B: 8
Offset of c in B: 7

这里，在第一种情况下，b仅在结构的第二个字节中分配，没有任何填充。但是，在第二种情况下，当位字段溢出4个字节时，在最后（第8个）字节中分配c。

第二种情况发生了什么？一般涉及位字段的结构中填充的规则是什么？

Answer 1

后续成员如何在结构中对齐？

没人知道。这是实现定义的行为，因此特定于编译器。

第二种情况发生了什么？

编译器可能添加了填充字节或填充位。或者结构的位顺序可能与您预期的不同。结构的第一项不一定包含MSB。

一般涉及位字段的结构中填充的规则是什么？

编译器可以在结构中的任何位置自由添加任何类型的填充字节（以及位字段中的填充位），只要它不在结构的最开始处完成。

标准定义了很少的位字段。除了在内存中随机位置分配的块布尔标志之外，它们对于其他任何东西都是无用的。我建议你在普通整数上使用逐位运算符。然后，您将获得100％确定性的可移植代码。

Answer 2

我会举个小例子。希望这会说清楚:: 考虑两种结构：

struct {
    char a;
    int b;
    char c;
} X;

对战。

struct {
    char a;
    char b;
    int c;
} Y;

关于以下评论的更多解释：

以下所有不是100％，但是在32位系统中构造结构的常用方法，其中int是32位：

结构X：

|     |     |     |     |     |     |     |     |     |     |     |     |
 char  pad    pad   pad   ---------int---------- char   pad   pad   pad   = 12 bytes

struct Y：

|     |     |     |     |     |     |     |     |
 char  char  pad   pad   ---------int----------        = 8 bytes

谢谢

一些引用::

Data structure Alignment-wikipedia

具有位字段的结构中的偏移量

2 个答案: