C语言结构体成员是否继承编译器属性？

Question

C语言结构体成员是否继承编译器属性？

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对于大多数C编译器而言，可以在结构体上指定编译器属性，以定义该结构体成员在内存中的对齐方式。例如:

typedef struct{
    char a;
    char b;
} __attribute__((aligned(2))) TwoChars;

如果 char a 最终位于地址0xA（为了简单起见），那么char b不会位于地址0xB，而是0xC，因为它被对齐到2个字节。

我的问题是：结构成员是否继承了这个属性？例如：

typedef struct{
    char a;
    char b;
} TwoChars;

typedef struct {
    TwoChars tc;
    char c;
} __attribute__((aligned(1))) ThreeChars;

这在内存中是什么样子？如果使用} __attribute__((aligned(2))) TwoChars呢？

- fpf3

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可以使用您喜欢的编译器轻松测试。这些属性本来就是编译器的扩展。 - Eugene Sh.

如果它是“继承”的话，我会感到惊讶。因为两个不同的翻译单元可以分别编译，一个具有“普通”的TwoChars变量，另一个具有ThreeChars。这些应该是兼容的。但如果在第二个TU中继承了它，那么它们将不兼容。 - Eugene Sh.

是的，我想你的问题更适用于“packed”属性，如下面的答案所指出的。 - Eugene Sh.

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我将此标记为GCC，因为它是一个非标准的编译器特定扩展。如果可以的话，请让我知道。 - Marco Bonelli

2个回答

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这样做可以使ThreeChars至少对齐到2。

你可以自己测试一下：

typedef struct{
    char a;
    char b;
} __attribute__((aligned(2))) TwoChars;


typedef struct {
    TwoChars tc;
    char c;
} __attribute__((aligned(1))) ThreeChars;

_Static_assert(_Alignof(ThreeChars) == 2,"");

https://gcc.godbolt.org/z/9bTzbs

或者您可以阅读https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.3/gcc/Type-Attributes.html上对齐属性的文档。

（不幸的是，标准化的_Alignas使用起来不太方便，因为使用它指定较低的对齐方式将违反约束。）

请注意，这里仅指定整个结构体的对齐方式，因此，虽然TwoChars tc;将是两字节对齐的，从而影响ThreeChars的对齐方式，但随后的成员将不会具有高于自然对齐的对齐方式。

后一事实可以通过_Static_assert验证be的偏移量为1（_Static_assert(offsetof(TwoChars,b)==1,"");），如自然对齐所示，因此它不能是2字节对齐的。

- Petr Skocik

@MarcoBonelli 嗯，谢谢，但我认为只有最初的“是”的回答是误导和完全错误的（现在已删除）。其余部分，我相信是正确的。 - Petr Skocik

是的，当我看到你的编辑时，我删除了我的评论。但是如果你问我，这并不是很清楚。似乎你的第一行回答的是一个与OP提出的问题不同的问题。 - Marco Bonelli

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Marco Bonelli · Accepted Answer

注：这是一个非标准的编译器特定扩展。我在回答中提到的内容可能适用于GCC和Clang，我认为这就是你所谓的“大多数C编译器”。

可以在结构体上指定编译器属性，定义该结构体成员在内存中的对齐方式。

不是这样的，__attribute__((aligned(...)))只适用于结构体本身，而不适用于其字段。请参见相关的文档页面。

如果要控制结构体字段的对齐方式，您必须在它们上面使用该属性。

这样写：

struct {
    char a;
    char b;
} __attribute__((aligned(8))) foo = { 1, 2 };

将编译成类似以下的内容：

foo:
    .byte   1
    .byte   2
    .zero   6

虽然这个：

struct {
    char a __attribute__((aligned(2)));
    char b __attribute__((aligned(2)));
} bar = { 1, 2 };

将会做你想要的事情：

bar:
    .byte   1
    .zero   1
    .byte   2
    .zero   1

因此：

结构成员不会继承此属性。

有趣的是，我们需要知道是否 packed 属性被应用在结构体上后，是否会被嵌套在该结构体内的结构体成员继承，因为 packed 属性特别用于继承结构成员。文档并未明确说明这一点，但我们可以轻松地进行检查。

以下代码：

struct foo {
    char a;
    int b;
    char c;
};

struct bar {
    struct foo d;
    char e;
    int f;
} __attribute__((packed));

struct bar x = {{101, 102, 103}, 104, 105};

编译成：

x:
    .byte   101
    .zero   3
    .long   102
    .byte   103
    .zero   3
    .byte   104
    .long   105

我们可以从上面看到，packed 只适用于 bar 的成员，而不会被 foo 的成员继承，而将 __attribute__((packed)) 添加到 foo 会产生以下效果：

x:
    .byte   101
    .long   102
    .byte   103
    .byte   104
    .long   105

如果你在疑惑，这同样适用于直接定义在其他结构体内部的结构体：

struct bar {
    struct {
        char a;
        int b;
        char c;
    } d;
    char e;
    int c;
} __attribute__((packed));

struct bar x = {{101, 102, 103}, 104, 105};

输出：

x:
    .byte   101
    .zero   3
    .long   102
    .byte   103
    .zero   3
    .byte   104
    .long   105

如果将d添加__attribute__((packed))，则会产生以下结果：

x:
    .byte   101
    .long   102
    .byte   103
    .byte   104
    .long   105