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C編譯器在編譯過程中如何計算類別的大小?

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DDD原創
2024-10-25 11:04:30876瀏覽

How Does the C   Compiler Calculate the Size of a Class During Compilation?

在編譯期間確定C 類別的大小

了解類別大小和記憶體對齊

在C 中,類別大小在編譯期間靜態確定,以最佳化記憶體分配和存取。為了有效計算類別大小,編譯器會考慮各種因素,包括資料成員大小和對齊要求。

資料成員對齊和大小計算

對於普通舊資料(POD) ) 具有確定大小的資料成員的類,通常適用以下規則:
  • 每個資料成員擁有大小(s) 和對齊要求(a)。
  • 編譯器的初始值大小 (S) 設定為 0,而對齊 (A) 設定為 1 位元組。
  • 依序處理成員:
    1. 檢查對齊要求 (a) 。如果 S 不能被 a 整除,則增加 S 以使成員對齊到正確的偏移量。
    2. 將 A 更新為目前 A 和 a 的最小公倍數。
    3. 將 S 增加 s 至容納該成員。
  • 處理完所有成員後,確保S能被A整除;如果不是,則相應地增加 S。
  • S 的最終值代表班級大小。

其他注意事項

  • 陣列:大小的計算方式為元素數量乘以元素大小; alignment 是元素的對齊要求。
  • 結構:使用相同的規則遞歸計算大小和對齊。
  • 聯合:大小是最大成員的大小加上滿足以下條件的任何填充:所有成員對齊的最小公倍數。

範例:TestClass3

對於TestClass3,大小計算如下:
  • buf[8] 需要 8 個位元組,需要8 個位元組,對齊方式為1,因此S 變成8。
  • __m128i vect 需要 16 個位元組,對齊方式為 16。 S 首先增加到 16 以進行對齊,然後增加到 32 以容納 vect。
  • buf2[8] 需要 8 個位元組,對齊方式為 1。 S 增加到 24。
  • 由於 24 不能被 16 整除,所以 S 增加 8 到 32。

因此,TestClass3 的大小為 32 個位元組。

結論

透過遵守這些對齊和大小計算規則,編譯器可確保最佳的記憶體分配和高效C 類的資料存取。

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