Was ist der Unterschied zwischen sizeof und alignof?

Den beiden Operatoren sind grundsätzlich verschiedene Dinge. sizeof gibt die Größe eines Typs (wie viel Speicher es nimmt) in der Erwägung, dass alignof gibt, was, wie viele bytes, die ein Datentyp muss ausgerichtet werden. Es passiert einfach so, dass die primitiven, die Sie getestet haben, eine Angleichung Voraussetzung die gleiche wie die Größe (was Sinn macht, wenn man darüber nachdenkt).

Darüber nachdenken, was passiert, wenn ein struct statt:

struct Foo {
     int a;
     float b;
     char c;
};

alignof(Foo) zurück 4.

Für die Antworten, es scheint einige Verwirrung darüber, was Ausrichtung eigentlich ist. Die Verwirrung, die wahrscheinlich entsteht, weil es gibt 2 Arten von alignment.

1. Member alignment

Dies ist eine qualitative Kennzahl, die beschreibt, wie groß eine Instanz ist in der Anzahl der bytes, die für eine bestimmte Bestellung der Mitglieder innerhalb die Struktur/Klasse Typ. Generell Compiler die kompakte Struktur/Klasse Instanzen, wenn die Mitglieder bestellt werden durch Ihre byte-Größe in absteigender Reihenfolge (d.h. der größten ersten, kleinsten Mitglieder Letzte) innerhalb der Struktur. Bedenken Sie:

struct A
{
  char c; float f; short s;
};

struct B
{
  float f; short s; char c;
};

Beide Strukturen enthalten genau die gleichen Informationen. Aus Gründen der diesem Beispiel; der float-Typ mit 4 Byte, short Typ 2 und der Zeichen ist 1 byte. Jedoch, die erste Struktur Eines hat Mitglieder in einer zufälligen Reihenfolge, während die zweite Struktur B Aufträge die Mitglieder nach Ihrer Größe in byte (dies kann anders sein, die auf bestimmten Architekturen, gehe ich davon aus x86-intel-CPU-Architektur mit 4-byte-Ausrichtung in diesem Beispiel). Betrachten wir nun die Größe der Strukturen:

printf("size of A: %d", sizeof (A)); //size of A: 12;
printf("size of B: %d", sizeof (B)); //size of B: 8;

Wenn man erwarten würde, mit der Größe von 7 bytes, Sie wäre unter der Annahme, dass die Mitglieder verpackt in die Struktur mit einem 1-byte-Ausrichtung. Während einige Compiler dies zulassen, im Allgemeinen sind die meisten Compiler nutzen Sie den 4-byte oder 8-byte-alignments aufgrund von historischen Gründen (die meisten CPU ' s arbeiten mit DWORD (double-word) oder QWORD (quad word) general purpose Register).

Gibt es 2 Polsterung Mechanismen bei der Arbeit zu erreichen, die Verpackung.

1. Erste, jedes Mitglied hat eine byte-Größe, die kleiner als die byte-Ausrichtung ist 'verschmolzen' mit dem nächsten Mitglied(s), wenn die daraus resultierende byte-Größe ist kleiner oder gleich der byte-Ausrichtung. In Struktur B, die Mitglieder der s-und c zusammengefasst werden können, auf diese Weise; Ihre kombinierte Größe ist 2 bytes für s + 1 byte für c == 3 bytes <= 4-byte-Ausrichtung. Für die Struktur Ein, keine solchen Zusammenführung kommen kann, und jedes Mitglied, effektiv verbraucht 4 bytes in die Struktur der Verpackung.

2. Die Gesamtgröße der Struktur ist wieder aufgefüllt, so dass die nächste Struktur können am Ausrichtungsgrenze. In Beispiel B die Gesamtanzahl von bytes wäre 7. Die nächste 4-byte-Grenze liegt bei byte 8, daher die Struktur ist gepolstert und mit 1 byte zu ermöglichen array-Zuweisungen als Feste Abfolge von Instanzen.

Beachten Sie, dass Visual C++ /GCC erlauben, unterschiedliche Ausrichtungen von 1 byte, 2 und höhere Vielfache von 2 bytes. Verstehen Sie, dass dies gegen Ihren compiler die Fähigkeit zur Herstellung von optimalen code für Ihre Architektur. In der Tat, im folgenden Beispiel, jedes byte wird gelesen als ein einzelnes byte mit einem single-byte-Anweisung für jede lese-operation. In der Praxis wäre die hardware noch Holen wird der gesamte Speicher-Zeile, die enthält jedes byte Lesen in den cache, und führen Sie die Anweisung, 4 mal, auch wenn die 4 bytes, die sitzen in der gleichen DWORD und geladen werden konnte in der CPU-register in 1 Anleitung.

#pragma pack(push,1)
struct Bad
{
  char a,b,c,d;
};
#pragma pack(pop)

2. Zuordnung Ausrichtung

Dies ist eng mit der 2. Polsterung Mechanismus im vorherigen Abschnitt erläutert, allerdings Zuordnung Ausrichtungen kann angegeben werden, in Variante (N) der malloc/memalloc Zuweisung von Funktionen, z.B. calloc. Daher ist es möglich, die Zuweisung eines Objekts an eine andere (in der Regel höhere Vielfache von 2) Ausrichtung Begrenzung als die Struktur/Objekt-Typ byte-Ausrichtung vermuten lässt.

size_t blockAlignment = 4*1024;  //4K page block alignment
void* block = calloc(sizeof(T) * count, blockAlignment);

Den code wird das blockieren der Anzahl Instanzen vom Typ T auf Adressen, die auf ein Vielfaches von 4096.

Den Grund für die Verwendung dieser Zuordnung Ausrichtungen sind wieder rein architektonische. Zum Beispiel Lesen und schreiben von Blöcken von Seite ausgerichtet-Adressen ist schneller, da der Bereich von Adressen, die passen gut in die cache-Ebenen. Bereiche aufgeteilt auf verschiedene "Seiten" trash cache beim überschreiten der page-Grenze. Verschiedene Medien (bus-Architekturen) haben unterschiedliche Zugriffsmuster und profitieren von verschiedenen Ausrichtungen. Im Allgemeinen Ausrichtungen von 4, 16, 32 und 64 K-Seite Größen sind keine Seltenheit.

Den sizeof - operator gibt die Größe in bytes des aktuellen Typs oder der Instanz eines Typs.

Den alignof - operator gibt Sie das alignment in bytes erforderlich, die für jede Instanz des gegebenen Typs.