sizeof pragma packed bitfield struct 数组

Question

我使用 Visual Studio 2013 作为 x64 系统。我有以下结构：

#pragma pack(1)
    struct TimeStruct
    {
      int milliseconds  : 10;
      BYTE seconds      : 6;    
      BYTE minutes      : 6;    
      BYTE hour         : 5;    
      BYTE day          : 5;    
    };
#pragma pack()

和一个数组：

TimeStruct stArray[10];

当我使用 sizeof(stArray); 我得到 80 作为结果而不是 40。

我想知道问题是编译器没有正确打包还是 sizeof 没有考虑位域的实际大小。

谢谢

Answer 1

有关 MSVC 如何处理位域的更多说明，请参阅 What is VC++ doing when packing bitfields?。

它的实现取决于位域的打包和排序方式，因此请注意布局可能与您期望的不同，并且取决于您使用的特定编译器。

sizeof() 为您提供结构的大小，而不管其成员是什么，因此位域封装与您的预期不同。

您可以从 documentation 中了解布局或使用此代码根据经验发现布局：

struct TimeStruct a;
unsigned char *b = (unsigned char*)&a;
a.milliseconds = 1;
a.seconds = 2;
a.minutes = 3;
a.hour = 3;
a.day = 4;
for(size_t i = 0; i < sizeof a; i++)
  printf("%02X ", b[i]);

 -> 64 bit compiler 01 00 00 00 02 03 04 05
 -> 32 bit compiler 01 30 FE 00 02 03 A4 65

似乎结构为 1.int milliseconds : 10; 成员分配了一个完整的 int，然后剩下的 3 个字节被单独打包，为每个成员分配一个 BYTE，但没有组合来自不同成员的位分配单位。

如果您对所有字段都使用 int 或 unsigned int，您应该能够使用 MSVC 编译器将其紧密打包，并且此结构将占用 4 个字节：

struct TimeStruct
{
  int milliseconds : 10;
  int seconds      : 6;    
  int minutes      : 6;    
  int hour         : 5;    
  int day          : 5;    
};

Answer 2

像这样使用定义的类型存储的位字段。

int milliseconds : 10; // 4 bytes
BYTE seconds      : 6; // 1 byte
BYTE minutes      : 6; // 1 byte
BYTE hour         : 5; // 1 byte
BYTE day          : 5; // 1 byte

MSVC 2013 x64 是这样存储在内存中的

11111111 11000000 00000000 00000000
11111100 11111100 11111000 11111000

所以，综上所述，你用了8个字节来存储一个结构。 8x10 是 80 个字节。一切正确。

值得一提的是，gcc 的行为不同并且允许更紧密的打包。

这里解释一下gcc和MSVC实现的区别： Forcing unaligned bitfield packing in MSVC

sizeof pragma packed bitfield struct 数组

sizeof pragma packed bitfield struct array

c++

sizeof

pragma

bit-fields

visual-studio-2012