对于所有对象类型 T，sizeof(T) >= alignof(T) 总是这样吗？

Question

对于任何对象类型 T 是否总是 sizeof(T) 至少与 alignof(T) 一样大？

直觉上似乎是这样，因为即使您像这样调整对象的对齐方式：

struct small {
  char c;
};

在正常情况下，它们的 "size" 也向上调整，以便数组中对象之间的关系在保持对齐的同时有意义（至少在我的 testing 中是这样。例如：

struct alignas(16) small16 {
  char c;
};

大小和对齐方式均为 16。

Answer 1

至少在标准 C++ 中，对于任何你可以创建数组（长度 > 1）的东西，这都必须是真的。如果你有

Foo arr[2];

和alignof(Foo) > sizeof(Foo)，那么arr[0]和arr[1]不能同时对齐。

As shows, though, at least some compilers will allow you to declare a type with alignment greater than its size, with the result that the compiler simply won't let you declare an array of that type. This is not standards-compliant C++ (it uses type attributes, which are a GCC extension), 但这意味着你在实践中可以有alignof(T) > sizeof(T).

数组参数采用 sizeof(Foo) > 0，这对于标准支持的任何类型都是正确的，但是编译器扩展破坏该保证的示例：一些编译器允许 0 长度数组，与0 sizeof 和正 alignof.

Answer 2

#include <iostream>

typedef double foo __attribute__ ((aligned (64)));
alignas(64) double bar;
double baz __attribute__ ((aligned (64)));

int main(int argc, char *argv[]) {
    std::cout << "foo sizeof: " << sizeof(foo) << " alignof: " << alignof(foo) << "\n";
    std::cout << "bar sizeof: " << sizeof(bar) << " alignof: " << alignof(decltype(bar)) << "\n";
    std::cout << "baz sizeof: " << sizeof(baz) << " alignof: " << alignof(decltype(baz)) << "\n";
}

编译：

clang++ -std=c++11 alignof_test.cpp -o alignof_test && ./alignof_test

输出：

foo sizeof: 8 alignof: 64
bar sizeof: 8 alignof: 8
baz sizeof: 8 alignof: 8

所以严格来说，不，但是上面关于数组的论点必须保留。

Answer 3

根据引入alignof运算符的c++ 11 standard，sizeof定义如下（见5.3.3 expr.sizeof）：

The sizeof operator yields the number of bytes in the object representation of its operand

而alignof定义是（见5.3.6expr.alignof）：

An alignof expression yields the alignment requirement of its operand type.

由于 alignof 的定义指定了可能由用户提出的要求，而不是语言规范，我们可以操纵编译器：

typedef uint32_t __attribute__ ((aligned (64))) aligned_uint32_t;
std::cout << sizeof(aligned_uint32_t) << " -> " << alignof(aligned_uint32_t);
// Output: 4 -> 64

已编辑

正如其他人所指出的，此类类型不能在数组中使用，例如尝试编译以下内容：

aligned_uint32_t arr[2];

结果 error: alignment of array elements is greater than element size

由于数组要求指定类型符合条件：sizeof(T) >= alignof(T)

Answer 4

许多编译器允许大小为 0 的数组。对齐方式与唯一元素的对齐方式保持一致。

（除其他外，这对于在无法使用位域的情况下强制执行特定对齐非常有用）

对于所有对象类型 T，sizeof(T) >= alignof(T) 总是这样吗？

Is it always the case that sizeof(T) >= alignof(T) for all object types T?

c++

memory-alignment

c++11

alignof