MinGW和C++11中使用的紧凑结构体对齐问题

Question

对于下面的结构体，在没有填充的情况下，结构体的实际大小为54。在64位（Windows 7）机器上使用MinGW（GCC）4.8.1 x86_64时，我得到了sizeof(BMPHeader)结果为56，这是可以理解的。根据BMP文件格式的要求，结构体不应有填充。我有三个选项（按优先级排序）:

1. C++11的 alignas(1)
2. struct __attribute__ ((packed)) BMPHeader
3. #pragma pack(1)

然而，只使用最后一个选项（优先级最低）似乎能够让我得到54。这是编译器的bug吗？还是我完全弄错了什么？ SSCCE

#include <iostream>

struct alignas(1) BMPHeader
{
    // BMP header
    uint16_t magic;
    uint32_t fileSize;
    uint32_t reserved;
    uint32_t dataOffset;

    // DIB header
    uint32_t dibHeaderLength;
    uint32_t width;
    uint32_t height;
    uint16_t numColourPlanes;
    uint16_t bitsPerPixels;
    uint32_t biBitFields;
    uint32_t dataSize;
    uint32_t physicalWidth;
    uint32_t physicalHeight;
    uint32_t numPaletteColours;
    uint32_t numImportantColours;
};

int main()
{
    std::cout << sizeof(BMPHeader) << std::endl;
}

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alignas(1) 无效。这意味着你不能请求比自然对齐更松散的对齐方式。 - R. Martinho Fernandes

Answer 1

1. alignas在这种情况下不能使用，因为我们要求的对齐方式比结构体的自然对齐方式更宽松。这在标准中已经说明了，在dcl.align（强调相关部分）中指定：

当为实体指定多个对齐说明符时，对齐要求应设置为最严格的指定对齐。

声明中所有对齐说明符的组合效果不得指定比省略所有对齐说明符（包括其他声明中的说明符）所需的对齐方式更宽松的对齐方式。

BMPHeader的对齐方式由alignof(BMPHeader)返回的值为4，因此任何比它更宽松的对齐方式都将被忽略。

2. __attribute__ ((packed))在使用GCC时肯定是正确的方法，正如其手册中所述，可以使结构紧密地打包。然而，由于MinGW中的一个错误，这种方法不起作用，在使用GCC时可以正常工作。

3. 因此，目前在MinGW中唯一的方法是使用#pragma pack(1)。请参见#pragma pack effect了解此方法的更多详细信息。

另请参阅

• 跨平台ALIGN(x)宏？

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此答案中链接的错误可能已在gcc 8中得到修复。请参见此评论。 - AJM