c++ - 是否存在 "int"会导致结构填充的环境？

Question

具体来说，这是在讨论中提出的:

Memory consuption wise, is there a possibility that using a struct of two ints take more memory than just two ints?

或者，在语言方面:

#include <iostream>

struct S { int a, b; };

int main() {
    std::cout << (sizeof(S) > sizeof(int) * 2 ? "bigger" : "the same") << std::endl;
}

是否有任何合理的¹(不一定是常见的或当前的)环境可以让这个小程序打印更大的？

¹澄清一下，我在这里的意思是系统(和编译器)以某种有意义的数量开发和生产，而不是仅仅为了证明这一点而构建的理论示例，或一次性原型(prototype)或业余爱好者的创作。

Answer 1

Is there any reasonable (not necessarily common or current) environment where this small program would print bigger?

我不知道。我知道那是 not completely reassuring ，但我有理由相信由于 C++ 标准的要求，没有这样的环境。

在符合标准的†编译器中，以下保持:

• (1) 数组元素之间不能有任何填充，因为它们可以通过指针访问 ^ref ;
• (2) 标准布局结构在每个成员之后可能有也可能没有填充，但没有在开头，因为它们与“更短”但相等的标准布局结构在布局上兼容<支持> ref ;
• (3) 数组元素和结构成员正确对齐 ^ref ;

从 (1) 和 (3) 可以看出，类型的对齐小于或等于其大小。如果它更大，则数组将需要添加填充以使其所有元素对齐。出于同样的原因，类型的大小始终是其对齐方式的整数倍。

这意味着在一个给定的结构中，第二个成员将始终正确对齐 - 无论 int 的大小和对齐方式如何 - 如果放置在第一个成员之后，即不需要间隙填充。在这种布局下，结构体的大小也已经是其对齐方式的倍数，因此也不需要尾部填充。

没有我们可以选择的符合标准的(大小、对齐)值集使该结构需要任何形式的填充。

任何这样的填充都需要不同的目的。然而，这样的目的似乎难以实现。假设有一个环境出于某种原因需要这个填充。无论填充的原因是什么，它可能‡也适用于数组的情况，但从(1)我们知道它不能。

但是假设这样的环境确实存在，并且我们需要一个 C++ 编译器来支持它。它可以通过简单地使 int 变得更大，即通过将填充 inside int 来支持数组中这种额外需要的填充。反过来，这将再次允许结构与两个 int 大小相同，并且让我们没有理由添加填充。

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† 一个编译器——即使是一个不符合标准的编译器——如果出现任何这些错误，都可以说是有问题的，所以我会忽略这些。

‡ 我猜想在数组和结构是基元的环境中，可能存在一些潜在的区别，允许我们拥有未填充的数组和填充的结构，但同样，我 don't know of any such thing正在使用中。