Question

我对类的结构，填充以及由此产生的sizeof类有一个快速的问题。在下面的示例中，在我测试过的每个编译器上，sizeof A的结果始终为40个字节，这对我来说很有意义。

#include <iostream>
class A {
    int a, b; // 4 + 4
    short c;  // + 2
    double f; // not currently 8 byte aligned. Currently 10 bytes, so pad 6 extra bytes, so: + 6 + 8
    char w;   // + 1
    bool d;   // + 1
    double g; // not currently 8 byte aligned. Currently 26 bytes, so pad 6 extra bytes, so: + 6 + 8

    // 4 + 4 + 2 + 6 + 8 + 1 + 1 + 6 + 8 = 40
};

int main() {
    std::cout << sizeof( A );
}

我的问题是，这永远是真的吗？（假设每个成员的alignof和size不变）。我知道我可以对其重新排序，以使double首先出现，并且缩小到32个字节。但是编译器可以做出此决定吗？还是程序员一贯的责任？（我假设编译器无法重新排序）

Answer 1

不允许编译器对成员进行重新排序，因为它们都具有相同的访问级别。因此，例如，如果有一个public成员，则编译器可以对您的成员变量重新排序。

参考：https://timsong-cpp.github.io/cppwp/class.mem#19

C ++标准不保证类的大小，除了必须保证成员可以单独寻址之外。

Answer 2

sizeof(A)在您的程序执行中将始终相同。如果您更改成员的顺序或A的打包和重新编译方式，则可以/将获得不同的值。如果使用其他编译器进行编译，则大小也会改变。它也可以在使用同一编译器的不同机器上更改，因为不同机器的基本类型大小可能不同。

长话短说，如果您依赖于特定的班级人数，请添加一个static_assert来进行检查。这样，如果确实发生更改，您将得到一个不错的编译器错误，而不是可能的UB。

我知道我可以重新排序，以便双打优先，并且缩小到32个字节；但是编译器可以做出这个决定吗？

不，由于您的类是标准布局类，并且必须按声明的顺序将所有成员布置在内存中，因此编译器无法对成员进行重新排序以更好地打包。

Answer 3

sizeof总是一样吗？

sizeof是编译时间常数。因此，对于已编译的任何程序，sizeof在两次执行之间不会改变。但是，对于程序的不同编译没有这样的保证。实际上，当为另一个系统编译程序时，即使基本类型的sizeof和alignof也不同，这是很典型的。

我知道我可以重新排序...编译器可以做出此决定吗？

对标准布局类有限制。确保第一个成员具有与超级对象相同的地址。同样，对于在声明顺序开始时具有相同类型成员的相同顺序的任何此类类，可以通过单独的联合成员访问“公共初始序列”，这实际上意味着它们必须具有相同的地址，这实际上是有效的。防止成员的任何重新排序，因为编译器无法知道其他可能具有潜在共享公共初始序列的类。 A是标准布局类。

这些限制不适用于非标准布局类，使用该类可以使编译器更加宽松。据我所知，该语言不会阻止编译器选择非标准布局类的成员顺序。但是实际上，为了将单独编译的目标文件链接在一起，这些目标文件必须符合相同的二进制接口，即它们需要具有相同的类型表示形式。如果编译器将一种布局用于一种编译，而将另一种布局用于另一种编译，则会破坏ABI。因此，无论编译器选择什么顺序，它都应该坚持下去。任何打算兼容的编译器都应使用相同的ABI。对于值得GCC使用的Itanium ABI，它指定：

2.4非POD类类型

II。虚拟基地以外的成员分配

对于每个数据组件D（首先是C的主要基类，如果有的话，然后是按声明顺序的非主要，非虚拟直接基类，然后是非静态数据成员和未命名的位字段按声明顺序）...

还是程序员永远的责任？（我假设编译器无法重新排序）

对于程序员来说，最好假设子对象按声明顺序排列，并以最小化填充的方式选择该顺序。为了访问非标准布局类的内存，最好不要假设子对象的顺序。

Answer 4

不允许编译器对类中的属性重新排序（此顺序在构造和解构成员时会使用，因此可能会改变程序的含义）。

但是，您也不能指望sizeof总是相同的结果。如果出现了64位int比32位更有意义的架构怎么办？在这种情况下，尺寸会更大。

sizeof总是一样吗？

4 个答案: