C/C++教學

C/C++ pragma pack 用法與範例

本篇 ShengYu 介紹 C/C++ #pragma pack 用法與範例。

現代的編譯器幾乎都會進行最佳化，所以有時候某資料結構佔用的 bytes 數可能不是你想像的，原因是因為編譯器會為了運行效能進行最佳化，如下列範例所示，

cpp-pragma-pack.cpp
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// g++ cpp-pragma-pack.cpp -o a.out
#include <iostream>
using namespace std;

struct CharCharInt { char c; char c2; int i; };
struct IntCharChar { int i;  char c;  char c2; };
struct CharIntChar { char c; int i;   char c2; };

int main() {
    struct CharCharInt charcharint;
    struct IntCharChar intcharchar;
    struct CharIntChar charintchar;
    cout << "sizeof(CharCharInt) " << sizeof(charcharint) << '\n';
    cout << "sizeof(IntCharChar) " << sizeof(intcharchar) << '\n';
    cout << "sizeof(CharIntChar) " << sizeof(charintchar) << '\n';

    return 0;
}

我的平台輸出如下，CharCharInt 手算的話應該為 6，但是編譯器進行最佳化時會變成 8，
而 CharIntChar 會因為順序關係而造成最佳化結果不同變成 12，

1
2
3
sizeof(CharCharInt) 8
sizeof(IntCharChar) 8
sizeof(CharIntChar) 12

通常在跨平台或資料結構的網路通訊中會需要資料對齊，
那麼如果要一定讓它強制對齊的話呢？Windows 與 Linux / macOS 作法不同，
在 Linux / macOS 下是這樣做，要加上 __attribute__((__packed__))，適用於 GCC 編譯器，詳細用法可看這篇。
在 Windows 下是使用 #pragma pack，這寫法原本只適用於 Visual C++ 編譯器，但後來 GCC 為了相容性也加入了這個語法的支援，

cpp-pragma-pack2.cpp
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// g++ cpp-pragma-pack2.cpp -o a.out
#include <iostream>
using namespace std;

//#pragma pack(push)
//#pragma pack(1)
#pragma pack(push, 1)
struct CharCharInt { char c; char c2; int i; };
struct IntCharChar { int i;  char c;  char c2; };
struct CharIntChar { char c; int i;   char c2; };
#pragma pack(pop)

int main() {
    struct CharCharInt charcharint;
    struct IntCharChar intcharchar;
    struct CharIntChar charintchar;
    cout << "sizeof(CharCharInt) " << sizeof(charcharint) << '\n';
    cout << "sizeof(IntCharChar) " << sizeof(intcharchar) << '\n';
    cout << "sizeof(CharIntChar) " << sizeof(charintchar) << '\n';

    return 0;
}

我的平台輸出如下，

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3
sizeof(CharCharInt) 6
sizeof(IntCharChar) 6
sizeof(CharIntChar) 6

以上就是 C/C++ pragma pack 的用法與範例介紹，
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