alignas是否会影响sizeof的值？ [英] Does alignas affect the value of sizeof?

问题描述

  #include< iostream> 
使用命名空间std; 
 
 int main（）
 {
 alignas（double）unsigned char c [1024]; //字符数组，适合于双精度字符对齐
 alignas（16）char d [100]; //在16个字节的边界上对齐
 cout<< sizeof（c）<< endl; 
 cout<< sizeof（d）<< endl; 
 constexpr int n = alignof（int）; //将int对齐到n个字节边界
 cout<< n<< endl; 
} 
  

这是 alignas（double）的代码unsigned char c [1024]; ，这意味着 c 应该与 double 对齐， double 是 8 个字节。
所以我认为 sizeof（c）应该是 1024 * 8 个字节，但控制台输出是 1024 。

所以我很困惑。谁能告诉我原因？

解决方案

alignas 关键字可以是用于指示对齐要求。例如， alignas（double）强制变量具有与 double 相同的对齐要求。在我的平台上，这意味着变量将在8个字节的边界上对齐。

在您的示例中，整个数组将获得对齐要求，因此将其对齐在8个字节上字节边界，但这不会影响其大小。

但是 alignas 可能会更改a的大小。符合对齐要求时，复合数据类型需要附加填充。例如：

  #include< iostream> 
 #include< cstddef> 
 
结构测试
 {
 char a; 
 alignas（double）char b; 
}; 
 
 int main（int argc，char * argv []）
 {
测试测试； 
 std :: cout<< 结构大小：<< sizeof（Test）<< std :: endl; 
 std :: cout<< ‘a’的大小：<< sizeof（test.a）<< std :: endl; 
 std :: cout<< ‘b’的大小：<< sizeof（test.b）<< std :: endl; 
 std :: cout<< ‘a’的偏移量：<< （int）offsetof（结构测试，a）<< std :: endl; 
 std :: cout<< ‘b’的偏移量：<< （int）offsetof（结构测试，b）<< std :: endl; 
返回0； 
} 
  

输出：

 结构大小：16 
'a'的大小：1 
'b'的大小：1 
'a'的偏移量：0 
'b'的偏移量：8 
  

在我的平台上，此结构的大小甚至为16个字节尽管两个成员的大小均为1个字节。因此，由于对齐要求， b 并没有变大，但在 a 之后还有一些填充。您可以通过查看各个成员的大小和偏移量来看到它。 a 的大小仅为1个字节，但由于我们的对齐要求， b 的大小在偏移8个字节后开始。 / p>

并且结构的大小必须是其对齐方式的倍数，否则数组将不起作用。因此，如果您设置的对齐要求大于开始时整个结构的要求（例如，一个仅包含一个short的结构，并将alignas（double）应用于该数据成员），则必须在其后添加填充。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    alignas(double) unsigned char c[1024];   // array of characters, suitably aligned for doubles
    alignas(16) char d[100];            // align on 16 byte boundary
    cout<<sizeof(c)<<endl;
    cout<<sizeof(d)<<endl;
    constexpr int n = alignof(int);     // ints are aligned on n byte boundarie
    cout<<n<<endl;
}

Here is the code, for alignas(double) unsigned char c[1024];, it means the c should be aligned by double, the double is 8 bytes. So I think sizeof(c) should be 1024*8 bytes, but the console output is 1024.

So I am confused. Who can tell me the reason?

解决方案

The alignas keyword can be used to dictate alignment requirements. alignas(double) for example forces the variable to have the same alignment requirements as a double. On my platform, this will mean that the variable is aligned on 8 byte boundaries.

In your example, the whole array will get the alignment requirements so it's being aligned on 8 byte boundaries but this won't affect its size.

It is however possible that alignas changes the size of a composite data type when upholding the alignment requirements requires additional padding. Here's an example:

#include <iostream>
#include <cstddef>

struct Test
{
    char a;
    alignas(double) char b;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Test test;
    std::cout << "Size of Struct: " << sizeof(Test) << std::endl;
    std::cout << "Size of 'a': " << sizeof(test.a) << std::endl;
    std::cout << "Size of 'b': " << sizeof(test.b) << std::endl;
    std::cout << "Offset of 'a': " << (int)offsetof(struct Test, a) << std::endl;
    std::cout << "Offset of 'b': " << (int)offsetof(struct Test, b) << std::endl;
    return 0;
}

Output:

Size of Struct: 16
Size of 'a': 1
Size of 'b': 1
Offset of 'a': 0
Offset of 'b': 8

The size of this structure is 16 bytes on my platform even though both members are just 1 byte in size each. So b didn't become bigger because of the alignment requirement but there is additional padding after a. You can see this by looking at the size and offset of the individual members. a is just 1 byte in size but b, due to our alignment requirements, starts after a 8 byte offset.

And the size of a struct must be a multiple of its alignment, otherwise arrays don't work. So if you set an alignment requirement that's bigger than the whole struct was to begin with (for example a struct containing only a single short and you apply alignas(double) to that data member), padding must be added after it.

这篇关于alignas是否会影响sizeof的值？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！