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内存对齐如何工作以引用C ++中的结构?

[英]How does memory alignment work for a reference to a struct in C++?

我做了一个发现,在将缓冲区强制转换为本身包含数据缓冲区的结构引用时,我并没有意识到。

我认为最好用一个代码示例来说明此示例:

struct myStruct {
  int a;
  int b;
  char data[1];
};

#define TB_SIZE 5
char data[TB_SIZE] = {0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5};


void f(struct myStruct& dest) {
  dest.a = 33;
  memcpy(dest.data, data, TB_SIZE);
}

int main() {
  char buf[100];
  f(reinterpret_cast<struct myStruct&>(buf[0]));
  struct myStruct castStruct = reinterpret_cast<struct myStruct&>(buf[0]);

  printf("Src Values\n");
  for(int i = 0; i < TB_SIZE; ++i) {
    printf("0x%02x, ", data[i]);
  }
  printf("\nActual\n");
  for(int i = 0; i < TB_SIZE; ++i) {
    printf("0x%02x, ", castStruct.data[i]);
  }


  return 0;
}

这个简单程序的输出是:

Src Values
0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 
Actual
0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x00,

在将缓冲区转换为结构引用之后,当我在结构内部打印数据缓冲区时,似乎我们丢失了最后一个值,即。 castStruct [4]。

现在,我猜想这与结构对齐问题有关,但我不确定为什么。 如果我改为更改对指针的所有引用,则程序将按预期运行,另外,如果myStruct中只有一个整数,则在data []字段之前,程序也将按预期运行。 所以我的问题很简单,内存对齐如何在C ++中引用结构?

因此,我认为这种行为是预期的-实际上,您在这一行中获得的收益超出了合理预期:

struct myStruct castStruct = reinterpret_cast<struct myStruct&>(buf[0]);

将讨厌的缓冲区的内容复制到新的结构castStruct中-编译器仅保证复制该结构的实际元素-特别是仅复制单个字符数组。 您所期望的只是得到第一个字符(由于对齐而发生的情况,还会复制另外几个字节)。 请注意,castStruct.data [2]引用了未分配的,未定义的内存,因为您已将结构复制到第一个缓冲区之外。

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