編譯器如何確定位域結構的大小？

Question

例如：

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32;
    uint32_t    backColor_ : 32;
    uint16_t    lfHeight_ : 16;
    uint16_t    flags_: 4;
    bool    lfBold_: 1;
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;
};

是16個字節但是

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32;
    uint32_t    backColor_ : 32;
    uint16_t    lfHeight_ : 16;
    uint8_t     flags_: 4;
    bool    lfBold_: 1;
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; //for ime 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;
};

是12個字節長。

我認為flags_應該有相同的長度，但似乎沒有。

為什么？

Answer 1

標准（ 工作草案的 9.6）說：

指定一個位域; 它的長度是通過冒號從位字段名稱中設置的。 bit-field屬性不是類成員類型的一部分。 常量表達式應為具有大於或等於零的值的整數常量表達式。 常量表達式可能大於位域類型的對象表示（3.9）中的位數; 在這種情況下，額外的比特用作填充比特，並且不參與比特字段的值表示（3.9）。 類對象中位域的分配是實現定義的。 位字段的對齊是實現定義的 。 比特字段被打包到一些可尋址的分配單元中。 [注意：位字段跨越某些機器上的分配單元而不是其他機器上的分配單元。 在某些機器上從右到左分配位字段，在其他機器上從左到右分配。 - 尾注]

（我的重點）

所以這取決於你的編譯器。 在您的情況下似乎正在發生的事情 - 我將其描述為相當正常的行為 - 是它只是組合相同類型的位域然后將結構打包到4字節邊界，所以在第一種情況下我們有：

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32; // 4 bytes (total)
    uint32_t    backColor_ : 32; // 8 bytes
    uint16_t    lfHeight_ : 16;  // 10 bytes
    uint16_t    flags_: 4;       // 12 bytes
    bool    lfBold_: 1;          // 13 bytes
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;   // still 13 bytes
};

然后填充到16個字節，在第二個字節中我們有：

struct a {
    uint32_t    foreColor_ : 32;  // 4 bytes (total)
    uint32_t    backColor_ : 32;  // 8 bytes
    uint16_t    lfHeight_ : 16;   // 10 bytes
    uint8_t     flags_: 4;        // 11 bytes
    bool    lfBold_: 1;           // 12 bytes
    bool    lfItalic_: 1;
    bool    lfUnderLine_: 1;
    bool    lfDashLine_: 1; 
    bool    lfStrike_: 1;
    bool    lfSubscript_: 1;
    bool    lfSuperscript_: 1;    // still 12 bytes
};

它不需要填充，並保持12個字節。

Answer 2

它是特定於編譯器的，編譯器正在進行各種對齊以優化對字段的訪問。

如果你想（需要）依賴於對方。 （比如網絡頭處理）你需要使用#pragma push，pop。

或者__ attribute __（packed） - 這是一個GCC擴展。

struct {
...
} __attribute__(packed)

這將迫使編譯器壓縮它。