#pragma pack 詳解

     
 1）作用

         程式編譯器對結構的儲存的特殊處理確實提高CPU儲存變數的速度，但是有時候也帶來了一些麻煩，我們可以屏蔽掉變數預設的對齊，自己可以設定變數的對齊。編譯器中提供了#pragma pack(n)來設定變數以n位元組對齊。n位元組對齊就是說變數存放的起始地址的位移量有兩種情況：第一、如果n大於等於該變數所佔用的位元組數，那麼位移量必須滿足預設的對齊，第二、如果n小於該變數的類型所佔用的位元組數，那麼位移量為n的倍數，不用滿足預設的對齊。結構的總大小也有個約束條件，分下面兩種情況：如果n大於所有成員變數類型所佔用的位元組數，那麼結構的總大小必須為佔用空間最大的變數佔用的空間數的倍數；否則必須為n的倍數

 
 2）文法 
      #pragma pack( [show] | [push | pop] [, identifier], n )

1，pack提供資料聲明層級的控制，對定義不起作用；
    2，調用pack時不指定參數，n將被設成預設值；
    3，一旦改變資料類型的alignment，直接效果就是佔用memory的減少，但是performance會下降；

 

文法具體分析：
    1，show：選擇性參數；顯示當前packing aligment的位元組數，以warning message的形式被顯示；
    2，push：選擇性參數；將當前指定的packing alignment數值進行壓棧操作，這裡的棧是the internal compiler stack，同時設定當前的packing          alignment為n；如果n沒有指定，則將當前的packing alignment數值壓棧；
    3，pop：選擇性參數；從internal compiler stack中刪除最頂端的record；如果沒有指定n，則當前棧頂record即為新的packing alignment數值；       如果指定了n，則n將成為新的packing aligment數值；如果指定了identifier，則internal compiler stack中的record都將被pop直到               identifier被找到，然後pop出identitier，同時設定packing alignment數值為當前棧頂的record；如果指定的identifier並不存在於internal
      compiler stack，則pop操作被忽略；
    4，identifier：選擇性參數；當同push一起使用時，賦予當前被壓入棧中的record一個名稱；當同pop一起使用時，從internal compiler stack中        pop出所有的record直到identifier被pop出，如果identifier沒有被找到，則忽略pop操作；
    5，n：選擇性參數；指定packing的數值，以位元組為單位；預設數值是8，合法的數值分別是1、2、4、8、16。

 3）重要規則  
  1，複雜類型中各個成員按照它們被聲明的順序在記憶體中順序儲存，第一個成員的地址和整個類型的地址相同；
  2，每個成員分別對齊，即每個成員按自己的方式對齊，並最小化長度；規則就是每個成員按其類型的對齊參數（通常是這個類型的大小）和指定對      齊參數中較小的一個對齊；
  3，結構、聯合或者類的資料成員，第一個放在位移為0的地方；以後每個資料成員的對齊，按照#pragma pack指定的數值和這個資料成員自身長度兩      個中比較小的那個進行；也就是說，當#pragma pack指定的值等於或者超過所有資料成員長度的時候，這個指定值的大小將不產生任何效果；
  4，複雜類型（如結構）整體的對齊是按照結構體中長度最大的資料成員和#pragma pack指定值之間較小的那個值進行；這樣在成員是複雜類型時，      可以最小化長度；
  5，結構整體長度的計算必須取所用過的所有對齊參數的整數倍，不夠補空位元組；也就是取所用過的所有對齊參數中最大的那個值的整數倍，因為對      齊參數都是2的n次方；這樣在處理數組時可以保證每一項都邊界對齊；  4）執行個體  例子一：#pragma pack(4)class TestB{

public:
     int aa; //第一個成員，放在[0,3]位移的位置，
　　char a; //第二個成員，自身長為1，#pragma pack(4),取小值，也就是1，所以這個成員按一位元組對齊，放在位移[4]的位置。
　　short b; //第三個成員，自身長2，#pragma pack(4)，取2，按2位元組對齊，所以放在位移[6,7]的位置。
　　char c; //第四個，自身長為1，放在[8]的位置。
};
可見，此類實際佔用的記憶體空間是9個位元組。根據規則5，結構整體的對齊是min( sizeof( int ), pack_value ) = 4，所以sizeof( TestB ) = 12;

 

例子二：
#pragma pack(2)
class TestB
{
public:
    int aa; //第一個成員，放在[0,3]位移的位置，
　　char a; //第二個成員，自身長為1，#pragma pack(4),取小值，也就是1，所以這個成員按一位元組對齊，放在位移[4]的位置。
　　short b; //第三個成員，自身長2，#pragma pack(4)，取2，按2位元組對齊，所以放在位移[6,7]的位置。
　　char c; //第四個，自身長為1，放在[8]的位置。
};
可見結果與例子一相同，各個成員的位置沒有改變，但是此時結構整體的對齊是min( sizeof( int ), pack_value ) = 2，所以sizeof( TestB ) = 10；

 

例子三：
#pragma pack(4)
class TestC
{
public:
    char a; //第一個成員，放在[0]位移的位置，
　　short b; //第二個成員，自身長2，#pragma pack(4)，取2，按2位元組對齊，所以放在位移[2,3]的位置。
　　char c; //第三個，自身長為1，放在[4]的位置。
};
整個類的實際記憶體消耗是5個位元組，整體按照min( sizeof( short ), 4 ) = 2對齊，所以結果是sizeof( TestC ) = 6；