enums - 为什么使一个枚举变体成为 `f64` 会增加此枚举的大小？

Question

我创建了三个几乎相同的枚举:

#[derive(Clone, Debug)]
pub enum Smoller {
    Int(u8),
    Four([u8; 4]),
    Eight([u8; 8]),
    Twelve([u8; 12]),
    Sixteen([u8; 16]),
}

#[derive(Clone, Debug)]
pub enum Smol {
    Float(f32),
    Four([u8; 4]),
    Eight([u8; 8]),
    Twelve([u8; 12]),
    Sixteen([u8; 16]),
}

#[derive(Clone, Debug)]
pub enum Big {
    Float(f64),
    Four([u8; 4]),
    Eight([u8; 8]),
    Twelve([u8; 12]),
    Sixteen([u8; 16]),
}

pub fn main() {
    println!("Smoller: {}", std::mem::size_of::<Smoller>()); // => Smoller: 17
    println!("Smol: {}", std::mem::size_of::<Smol>()); // => Smol: 20
    println!("Big: {}", std::mem::size_of::<Big>()); // => Big: 24
}

根据我对计算机和内存的理解，我期望它们的大小应该相同。最大的变体是 [u8; 16] 大小为 16。因此，虽然这些枚举确实具有不同大小的第一个变体，但它们具有相同的最大变体大小和相同数量的变体总数。

我知道 Rust 可以做一些优化来确认某些类型何时存在间隙(例如，指针可能会崩溃，因为我们知道它们将无效且为 0)，但这实际上恰恰相反。我想如果我手动构造这个枚举，我可以将它放入 17 个字节(区分只需要一个字节)，所以 20 个字节和 24 个字节都让我感到困惑。

我怀疑这可能与对齐有关，但我不知道为什么，也不知道为什么有必要这样做。

谁能解释一下？

谢谢!

Answer 1

大小必须至少为 17 字节，因为它的最大变体有 16 字节大，并且它需要一个额外的字节用于判别式(编译器在某些情况下可以很聪明，将判别式放在变体的未使用位中，但它不能在这里执行此操作)。

此外，Big 的大小必须是 align 的 8 字节的倍数f64 正确。 8 大于 17 的较小倍数是 24。 同样，Smol 不能只有 17 个字节，因为它的大小必须是 4 个字节的倍数(f32 的大小)。 Smoller 仅包含 u8，因此它可以对齐到 1 个字节。