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如何使用alignas来替换#pragma pack？

c++gccc++11alignas
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我正在尝试理解如何使用alignas，想知道它是否可以替代pragma pack。我已经尝试了很多方法来验证它，但没有成功。使用gcc 4.8.1 (http://ideone.com/04mxpI)编译下面的STestAlignas时，始终得到8字节的大小，而使用pragma pack得到的是5字节。我希望STestAlignas的sizeof返回值为5。我在clang 3.3(http://gcc.godbolt.org/)上运行了这段代码，但出现了错误：

!!error: requested alignment is less than minimum alignment of 8 for type 'long' - just below alignas usage.

那么，alignas的最小对齐值是多少呢？

以下是我的测试代码：

#include <iostream>
#include <cstddef>
using namespace std;

#pragma pack(1)
struct STestPragmaPack {
  char c;
  long d;
} datasPP;
#pragma pack()

struct STestAttributPacked {
  char c;
  long d;
} __attribute__((packed)) datasAP;

struct STestAlignas {
  char c;
  alignas(char) long d;
} datasA;

int main() {
    cout << "pragma pack = " << sizeof(datasPP) << endl;
    cout << "attribute packed = " << sizeof(datasAP) << endl;
    cout << "alignas = " << sizeof(datasA) << endl;
}

gcc 4.8.1的结果:

pragma pack = 5
attribute packed = 5
alignas = 8

[2019年8月26日]

看起来在这个主题上有一些标准化的动向。提案p1112 - 支持类布局控制的语言支持 - 建议添加（其中之一）[[layout(smallest)]] 属性，该属性将重新排列类成员，使对齐成本最小化（这是程序员常用的一种技术，但通常会降低类定义的可读性）。但这与 pragma(pack) 的作用不同！

我认为 #pragma pack 将永远是一个不可移植的扩展。一些架构不支持未对齐的内存访问。 - R. Martinho Fernandes
3个回答
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alignas 无法替换 #pragma pack。

虽然GCC接受alignas声明，但仍然保持成员正确对齐：满足最严格的对齐要求（在这种情况下，即long的对齐）也满足您指定的要求。

然而，标准明确禁止这种用法，第7.6.2节第5段中有明确规定：

声明中所有的alignment-specifiers 的综合效果不得指定比省略所有alignment-specifiers时声明实体所需的对齐方式更宽松的对齐方式（包括其他声明中的对齐方式）。

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我想你知道使用未对齐或不正确对齐的数据存在风险和成本。
例如，检索5字节的不正确对齐的数据结构比检索8字节对齐的数据结构更耗时。这是因为，“如果您的5个字节数据不从这4个字节边界之一开始，计算机必须读取内存两次，然后将4个字节组装成一个单一寄存器”（1）。
使用未对齐的数据需要更多的数学运算，并导致ECU消耗更多时间（和功率）。
请注意，C和C ++都被设计为“硬件友好”的语言，这意味着不仅是“最小内存使用”语言，而且主要是专注于效率和快速处理的语言。数据对齐（当不是“我需要存储的内容”时）是一个涉及到另一个概念的概念：“很多时候，软件和硬件类似于生活：为了达到更好的结果，你需要做出牺牲！”
请还考虑是否有错误的假设。例如：“更小/更简单的结构=>更快/更简单的处理”。如果是这种情况，您可能是（完全）错误的。
但是，如果我们假设您的观点是这样的：您根本不关心软件的效率、功耗和快速性，而只是因为硬件限制或理论兴趣而着迷于“最小内存使用”，那么您可能会发现以下阅读有用：
（1）C++中声明、操作和访问未对齐内存 （2）C避免对齐问题 但是，请务必阅读以下内容：
（3）标准对未对齐内存访问有什么规定？ 该链接将重定向到此标准的片段：
（4）http://eel.is/c++draft/basic.life#1 (5) 未对齐内存访问：是否定义行为？ [这可能是重复的，但可能带有一些额外信息]。
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谢谢您提供的所有想法，我已经全部了解。但是，您的回答都与我的问题无关。 - marcinj
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这个新功能是针对过度对齐的数据（用于动态分配），如果我想将我的数据放置在指定的地址对齐（即可被128整除）处，我会使用它。我的问题是如何 - 让我们称之为 - 使数据不对齐，从而通过消除特定结构字段的对齐来使其尽可能小。 - marcinj
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