c++ - 对于所有对象类型 T，sizeof(T) >= alignof(T) 是否总是如此？

Question

对于任何对象类型T，是否总是sizeof(T)至少与alignof(T)?

直观上看起来是这样，因为即使您调整对象的对齐方式，例如：

struct small {
  char c;
};

在通常情况下，它们的“大小”也向上调整，以便数组中对象之间的关系在保持对齐的同时有意义（至少在我的测试中。例如：

struct alignas(16) small16 {
  char c;
};

大小和对齐方式均为 16。

Answer 1

至少在标准 C++ 中，对于任何你可以创建一个数组（长度 > 1）的东西，这都必须是真的。如果你有

Foo arr[2];

and alignof(Foo) > sizeof(Foo), then arr[0]andarr[1]不能同时对齐。

不过，正如Zalman Stern 的示例所示，至少某些编译器允许您声明对齐大于其大小的类型，结果编译器根本不允许您声明该类型的数组。这不是符合标准的 C++（它使用类型属性，这是 GCC 扩展），但这意味着您可以alignof(T) > sizeof(T)在实践中拥有。

数组参数假定sizeof(Foo) > 0，这对于标准支持的任何类型都是正确的，但o11c 显示了一个编译器扩展破坏该保证的示例：一些编译器允许长度为 0 的数组，其中 0sizeof和 positive alignof。

Answer 2

#include <iostream>

typedef double foo __attribute__ ((aligned (64)));
alignas(64) double bar;
double baz __attribute__ ((aligned (64)));

int main(int argc, char *argv[]) {
    std::cout << "foo sizeof: " << sizeof(foo) << " alignof: " << alignof(foo) << "\n";
    std::cout << "bar sizeof: " << sizeof(bar) << " alignof: " << alignof(decltype(bar)) << "\n";
    std::cout << "baz sizeof: " << sizeof(baz) << " alignof: " << alignof(decltype(baz)) << "\n";
}

编译：

clang++ -std=c++11 alignof_test.cpp -o alignof_test && ./alignof_test

输出：

foo sizeof: 8 alignof: 64
bar sizeof: 8 alignof: 8
baz sizeof: 8 alignof: 8

所以严格来说，不，但上面的论点 re: arrays 必须被保留。

Answer 3

根据引入运算符的c++ 11 标准，定义如下（参见 5.3.3 expr.sizeof）：alignofsizeof

sizeof 运算符产生其操作数的对象表示中的字节数

而alignof定义是（见 5.3.6 expr.alignof）：

alignof 表达式产生其操作数类型的对齐要求。

由于 的定义alignof指定了可能由用户制定的需求，而不是语言规范，我们可以操纵编译器：

typedef uint32_t __attribute__ ((aligned (64))) aligned_uint32_t;
std::cout << sizeof(aligned_uint32_t) << " -> " << alignof(aligned_uint32_t);
// Output: 4 -> 64

已编辑

正如其他人指出的那样，此类类型不能在数组中使用，例如尝试编译以下内容：

aligned_uint32_t arr[2];

结果是error: alignment of array elements is greater than element size

由于数组需要指定的类型符合条件：sizeof(T) >= alignof(T)

Answer 4

许多编译器允许大小为 的数组0。对齐方式与唯一元素的对齐方式相同。

（除其他外，这对于在您无法使用位域的情况下强制进行特定对齐非常有用）