データのアライメントは C クラスのサイズにどのような影響を与えますか?

C におけるクラス サイズの決定について

コンパイル時に C クラスのサイズを決定するには、データ アラインメントの原則を理解する必要があります。クラス内の各メンバーには、サイズとアライメントの要件があります。

サイズとアライメントの計算プロセス

コンパイル中に、コンパイラは実行サイズ (S) をゼロに初期化し、アライメント要件 (A) から 1 (バイト) まで。クラス内の各メンバーについて:

1. アライメント要件 (a) がチェックされます。 S が a の倍数でない場合、S は最も近い倍数に調整されます。これにより、メンバーのオフセットが決定されます。
2. A と a の最小公倍数 (LCM) が計算され、A が LCM に更新されます。
3. メンバーのスペース (s) が追加されます

すべてのメンバーを処理した後、クラスの最終的なサイズが決定されます。これは、クラス全体のアライメント要件 (A) の倍数になるように調整された S の値です。

アライメントに関する考慮事項

• 配列: サイズは要素の数と要素のサイズを乗算したもので、位置合わせの要件は要素と同じです。
• 構造体: サイズと位置合わせの要件は再帰的に決定されます。
• 共用体: サイズは要素のサイズです。最大のメンバー。すべてのメンバーの配置の LCM に切り上げられます。

例

提供されたコードは、このプロセスを示しています。

<code class="cpp">#include <xmmintrin.h>

class TestClass1 {
  __m128i vect;
}; // Size: 16 bytes

class TestClass2 {
  char buf[8];
  char buf2[8];
}; // Size: 16 bytes

class TestClass3 {
  char buf[8];
  __m128i vect;
  char buf2[8];
}; // Size: 48 bytes

class TestClass4 {
  char buf[8];
  char buf2[8];
  __m128i vect;
}; // Size: 32 bytes</code>

TestClass3 は、TestClass1 および TestClass2 と同じメンバーを持っていますが、__m128i のアライメント要件により 16 バイト境界が強制されるため、より大きくなります (48 バイト)。データ メンバーの順序が異なる TestClass4 は、アライメントとサイズ (32 バイト) が異なります。

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