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2023-07-09 15:07:00 深夜i -- --

C++ 结构体一字节对齐技巧数据存储

在C++中，结构体是一种自定义数据类型，可以由多个不同类型的变量组成。但是，在内存中存储结构体时，可能会出现字节对齐问题，影响程序的性能和内存占用。为了解决这个问题，本文介绍了一些C++结构体一字节对齐技巧。

一、什么是字节对齐？

在计算机中，字节对齐是指将变量或数组的起始地址调整为某个数的倍数。这个数通常是2、4或8，称为对齐边界或对齐因子。通过字节对齐，可以提高内存读写的效率和速度，减小内存碎片化，提高内存利用率。

二、C++结构体默认的字节对齐方式

C++结构体默认的字节对齐方式是将所有成员按照它们在结构体中的声明顺序依次存放，对于每个成员，将其内存地址对齐到整个结构体中占用最大字节数的因子（如2、4或8）。例如，下面的结构体中，num被对齐到4字节边界，而c被对齐到1字节边界。

struct Example

char c;

double d;

int num;

;

三、使用#pragma pack指令改变字节对齐方式

为了解决字节对齐的问题，可以使用#pragma pack指令改变C++结构体的默认字节对齐方式。该指令用于告诉编译器将结构体中的成员按指定大小进行对齐。例如，下面的代码指定了按1字节对齐：

#pragma pack(push, 1)

struct Example

char c;

double d;

int num;

;

#pragma pack(pop)

指令#pragma pack指定了对齐边界为1字节，其中push和pop是用于压入和弹出当前字节对齐设置的指令，可以防止由于对齐方式的更改导致其他代码出现问题。

四、使用__attribute__((packed))实现C++结构体一字节对齐

除了#pragma pack指令外，还可以使用__attribute__((packed))实现C++结构体一字节对齐。该属性告诉编译器将结构体中的成员紧密地打包在一起，不进行内存对齐。例如，下面的代码指定了按1字节对齐：

struct __attribute__((packed)) Example

char c;

double d;

int num;

;

在这个例子中，__attribute__((packed))属性告诉编译器按1字节对齐，取消了结构体的默认字节对齐方式。

五、结构体内成员顺序安排技巧

为使结构体在内存中占用的空间最小，可以根据成员的对齐方式来安排顺序。通常，数据类型大的成员会被放在前面，数据类型小的成员会被放在后面，以减少填充字节的数量。例如，下面的结构体中，将较大的double类型成员放在前面，可以使结构体在内存中所占用的空间减少：

struct Example

double d;

int num;

char c;

;

总之，C++结构体一字节对齐技巧可以提高程序的性能和内存占用率。通过掌握字节对齐的原理和相应的指令，可以避免由于结构体字节对齐方式导致的性能和内存问题。同时，在安排结构体内成员的顺序时，应该从大到小安排，以减少空间浪费。

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