c++ - 在 C++ 类中使用位域的未对齐属性

Question

我正在尝试使用 C++ 中的位域来实现特定的类大小，但由于某种原因，它比我预期的要大。

问题是，一个 32 位（4 个字节）的类报告（当作为参数传递给sizeof5 个字节时）。示例类如下：

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u32;

class Test {
    u8 four_bit_field : 4;
    u8 eight_bit_field;
    u32 twenty_bit_field : 20;
}__attribute__((packed));

如果four_bit_field和eight_bit_field位置被切换，则sizeof返回正确的大小，4 字节。我相信这可能是内存对齐问题。

那么，有人知道这种行为背后的原因吗？而且，最重要的是，如何在不切换任何位置的情况下解决此问题。

Answer 1

没有位计数的u8字段与下一个字节边界对齐，而不是与其他位字段打包。因此，您的前 4 位占用一个字节，后 8 位占用一个字节，最后 20 位占用 3 个字节，总共 5 个。

如果您向 8 位字段添加位字段大小，它将起作用，请参阅http://ideone.com/Bexw6l

Answer 2

这确实是一个对齐问题。u8 eight_bit_field不是位域，它是普通的unsigned char（从名称中），并且 a char, signed charorunsigned char自然地在字节边界上对齐。

因此，您最终会在和4之间得到一些填充，在;之后得到一些填充。后者可能被派生类重用，前者永远丢失。four_bit_fieldeight_bit_field4twenty_bit_field

Answer 3

尝试强制对齐到 1 个字节：

#pragma pack(1)
class Test {
    u8 four_bit_field : 4;
    u8 eight_bit_field : 8;
    u32 twenty_bit_field : 20;
};
#pragma pack()