联合体中是否存在填充。

Question

大家好，
我想知道联合（union）是否使用填充（padding）？
由于联合体的大小等于最大数据成员的大小，所以最后是否可能存在填充？

- akash

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简而言之，是的！在我的Windows系统上，联合体被填充为大小是int大小的倍数，即4个字节。因此，除非您使用#pragma pack(1)，否则大小为3个字节的联合体将填充一个额外的字节以产生4个字节。在发布问题之前，请编写一个程序并尝试一下。 - Rüppell's Vulture

一个联合体被填充以具有 int 的大小的倍数，即 4 字节。但在这种情况下， union ab{ char a; }a; 大小为 1。 - akash

在您的情况下根本没有填充。谁说padding总是会被执行？就像Daniel Fischer所说，这并不是标准要求的。 - Rüppell's Vulture

这个联合体在我的Windows系统上占用4个字节，除非我使用#pragma pack(1)，那么它将占用3个字节。 - Rüppell's Vulture

Answer 1

由于联合体的大小是最大数据成员的大小

这并不一定正确。考虑以下例子：

union Pad {
    char arr[sizeof (double) + 1];
    double d;
};

那个联合体中最大的成员是arr。但通常情况下，double会在四个或八个字节的倍数上对齐（取决于架构和double的大小）。在某些架构上，这甚至是必要的，因为它们不支持未对齐读取。

所以sizeof (union Pad)通常比sizeof (double) + 1更大[在64位系统上，通常为16 = 2 * sizeof (double)，在32位系统上可能为16或12（在具有8位char和64位double的32位系统上，double所需的对齐方式仍可能只有四个字节）]。

这意味着联合体中必须存在填充，并且只能放置在末尾。

通常，union的大小将是不小于最大成员的任何要求的最大对齐方式的最小倍数。

- Daniel Fischer

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但是当我们在联合中只有char arr[sizeof(double)+1]时，它只会给出大小：9？ - Dineshkumar

这并不是标准规定的，实现可以添加填充，但通常情况下（使用8字节的双精度浮点数），是的，这将给出大小为9。 - Daniel Fischer

有人成功展示了这个例子会填充吗？我问这个问题是因为我不认为在这里填充有任何理由，好像两个成员之间需要有空间一样，它应该只选择最大的一个。 - ideasman42

@ideasman42，您可以编写并运行一个小程序来打印出double和union Pad的大小，以检查编译器是否插入了填充。在64位系统上，我从gcc和clang中都得到了联合体大小是double大小的两倍（16 = 2 * 8），这是预期的结果。填充的原因是对齐（双方都将double对齐到8字节边界）。 - Daniel Fischer

有趣的是，它确实对齐了，但是如果将 double d 替换为 char d[sizeof(double)]，则联合体不会填充。（至少在linux/gcc下） - ideasman42

@ideasman42 是的，因为char的对齐方式是1。如果你使用int d[2]，你可能会得到12作为大小，因为现在int通常是四个字节，并且有四个字节的对齐方式。(除了在嵌入式系统上，它可能经常是两个字节。) - Daniel Fischer

Answer 2

当我们在其中使用原始类型时，Union

union
{
    char c;
    int x;
}

看起来它没有使用填充，因为最大尺寸的数据总是对齐到边界。

但是当我们在联合体中嵌套结构时，它会使用填充。

    union u
    {
        struct ss
        {
            char s;
            int v;
        }xx;
    }xu;

这导致大小为8。

所以你的问题的答案是UNION中存在PADDING。

- Dineshkumar

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正如Daniel所建议的，这是错误的。你把结构体的填充当作联合体的填充，这是误导性的。 - kadina