C – 可移植地获取类型对齐
我正在为一个非常简单的语言编写一个非常小的解释器，它允许简单的结构定义（由其他结构和简单类型组成，如int，char，float，double等）。 我希望字段尽可能少地使用字段，因此使用max_align_t或类似的东西是不可能的。 现在，我想知道是否有更好的方法来获得除此之外的任何单一类型的对齐：
#include #include #define GA(type, name) struct GA_##name { char c; type d; }; \ const unsigned int alignment_for_##name = offsetof(struct GA_##name, d); GA(int, int); GA(short, short); GA(char, char); GA(float, float); GA(double, double); GA(char*, char_ptr); GA(void*, void_ptr); #define GP(type, name) printf("alignment of "#name" is: %dn", alignment_for_##name); int main() { GP(int, int); GP(short, short); GP(char, char); GP(float, float); GP(double, double); GP(char*, char_ptr); GP(void*, void_ptr); } 这有效，但也许有更好的东西？
这可能不是很便携，但 GCC接受以下内容：
#define alignof(type) offsetof(struct { char c; type d; }, d)
编辑：根据这个答案 ，C允许转换为匿名结构类型（虽然我希望看到这个语句备份）。 所以以下应该是可移植的：
#define alignof(type) ((size_t)&((struct { char c; type d; } *)0)->d)
另一种使用GNU语句表达式的方法 ：
#define alignof(type) ({ \ struct s { char c; type d; }; \ offsetof(struct s, d); \ })
C11中有_Alignof ：
printf("Alignment of int: %zu\n", _Alignof(int));
包含alignof ：
#include printf("Alignment of int: %zu\n", alignof(int));
你可以这样检查C11：
#if __STDC_VERSION__ >= 201112L /* C11 */ #else /* not C11 */ #endif
如果您正在使用GCC或CLang，则可以通过添加-std=c11 （或-std=gnu11如果您还需要GNU扩展）来在C11模式下编译代码。 GCC的默认模式是gnu89 ， gnu99默认模式是gnu99。
更新：
如果您进行一些有根据的猜测，您可能根本不需要检查系统的对齐情况。 我建议使用以下两种顺序之一：
// non-embedded use long double, long long, void (*)(void), void*, double, long, float, int, short, char // embedded use (microcontrollers) long double, long long, double, long, float, void (*)(void), void*, int, short, char
这种排序是完全可移植的（但并不总是最佳的），因为最坏的情况只是你获得了更多的填充。
接下来是一个（公认的冗长）理由。 如果您不关心我如何得出这个订单的结论，请随意跳过这一点。
覆盖大多数情况
这在C中都适用（无论实现如何）：
// for both `signed` and `unsigned` sizeof(char) <= sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long) <= sizeof(long long) sizeof(float) <= sizeof(double) <= sizeof(long double)
稍微修改一下订单，在大多数情况下你应该可以获得无衬垫结构。 请注意，这并不能保证结构不会打开; 但它将出现在大多数现实世界中 ，应该是GoodEnough™。
以下是特定于实现的建议，但在大多数情况下应涵盖一致性。
然而，这在任何地方都是完全可移植的（即使不是最佳的） - 只要你接受可能有一些填充（换句话说，不要假设结构没有任何填充）。 如果你弄错了，你所得到的只是一个更大的结构，所以不存在任何类型的未定义行为的危险。
你应该做的是从最大到最小的顺序，因为它们的对齐也将按此顺序排列。 假设一个典型的amd64编译器：
long long a; // 8-byte long b; // 8-byte or 4-byte; already aligned in both cases int c; // 4-byte; already aligned short d, e; // 2-byte; both already aligned char f; // 1-byte; always aligned
整数类型
所以让我们从整数类型开始搞清楚我们的顺序：
long long, long, int, short, char
浮点类型
现在，浮点类型。 double怎么办？ 它的对齐在64位体系结构上通常为 8个字节，在32位上为4个字节（但在某些情况下可以为8个字节）。
long long始终至少为8字节（由于其最小范围，这是标准所要求的）， long始终至少为4字节（但它通常是64位的8字节;有例外，例如视窗）。
我会做的是在这些之间double 。 请注意， double大小可以是4个字节（通常在嵌入式系统中，例如AVR / Arduino），但实际上总是有4个字节long 。
long double是一个复杂的案例。 它的对齐范围可以从4字节（例如，x86 Linux）到16字节（amd64 Linux）。 然而，4字节对齐是一个历史人工制品并且不是最理想的; 所以我认为它至少是8字节并且long long它。 当它的对齐为16字节时，这也将使其最佳。
这留下了float ，它实际上总是一个4字节的数量，具有4字节对齐; 我将它放在long （保证至少为4字节）和int （可以（通常）为4或2字节）之间。
所有这些结合起来给了我们下一个订单：
long double, long long, double, long, float, int, short, char
指针类型
我们现在剩下的都是指针类型。 不同的非函数指针的大小不一定相同，但我会假设它是（并且在绝大多数情况下，如果不是全部的情况下都是如此）。 我假设函数指针可以更大（认为ROM比RAM大的硬件架构），所以我会把它们放在其他的上面。
最糟糕的实际情况是它们是相同的，所以我什么都没有; 最好的情况是我已经消除了一些填充。
但是大小呢？ 这通常适用于非嵌入式系统：
sizeof(long) <= sizeof(T*) <= sizeof(long long)
在大多数系统中， sizeof(long)和sizeof(T*)是相同的; 但是例如64位Windows有32位long ，64位T* 。 但是，在嵌入式系统中，它是不同的; 指针可以是16位，这意味着：
sizeof(int) <= sizeof(T*) <= sizeof(long)
在这里做什么取决于你--- 你是谁知道这通常会在哪里运行。 一方面，优化嵌入式主要用途非嵌入式，意味着针对不常见的情况进行优化。 另一方面，嵌入式系统中的内存比不受限制。 就个人而言，我建议优化桌面使用， 除非您专门制作嵌入式应用程序。 由于double的对齐通常与指针大小相同但可能更大 ，因此我将其置于double之下。
// non-embedded long double, long long, void (*)(void), void*, double, long, float, int, short, char
对于嵌入式用途，我将它放在float下面，因为float对齐通常是4字节，但T*是2字节或4字节：
// embedded long double, long long, double, long, float, void (*)(void), void*, int, short, char