C++ Windows 64位结构大小因包含的数据类型而异？

我有两个不同的数据结构，原则上应该具有相同的大小，我想知道为什么它们没有

struct pix1 { 
    unsigned char r; 
    unsigned char g;
    unsigned char b; 
    unsigned char a; 
    unsigned char y[2]; 
 }; 

struct pix2 { 
    unsigned char r; 
    unsigned char g;
    unsigned char b; 
    unsigned char a; 
    unsigned short y; 
 }; 

然后，我将这些像素中的四个组合在一起，如下所示：

struct pix4 {
    pix1 pixels[4]; // or pix2 pixels[4]
    unsigned char mask;
};

…但事实证明，根据sizeof（pix4），这种分组的大小会发生变化，这取决于我使用的是pix1还是pix2。单个sizeof（pix1）=sizeof（pix2），所以我不明白为什么分组四分之一像素会改变大小。我之所以关心这个问题，是因为使用short比使用2个无符号字符更容易编写程序，但每像素要花费0.25字节

我不确定这个架构是否特定，因为我还没有在其他类型的机器上测试过。可能是路线吗？这是我需要担心的事情，还是我可以继续进行简短的实现

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提前感谢您的帮助。

同样的效果也适用于32位Linux

由于对齐的原因，它与填充有关

如果使用

struct pix1

，则只有字符，因此

struct pix4

可以保持原样。但是如果您使用

struct pix2

，它将包含一个短字符。因此，整个结构必须对齐，即使在

struct pix4

数组中，每个元素也要对齐，以便干净地访问

y

更详细：包含2个元素的

严格pix4

数组的形状如下：

                +-----     [0]     -----+++-----    [1]     -----+
First version:  rgbayyrgbayyrgbayyrgbayyMrgbayyrgbayyrgbayyrgbayyM
Second version: rgbayyrgbayyrgbayyrgbayyM rgbayyrgbayyrgbayyrgbayyM
                ---------25--------------+ <- +1

+-[0]-+++-[1]-----+
第一版：rgbayRgbayRgbayRgbayMRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayYMM
第二个版本：rgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayRgbayM
---------25------------+是的，它与对齐有关。编译器希望对齐上的变量，因此短字符将对齐16位（2字节）。因此，包含short的结构也将在16位边界上对齐。
结构的大小相同，但它们的对齐要求不同

结构的对齐是其所有构件对齐的最大值。因此，
pix1
具有对齐方式1，因为它只有字符，但是
pix2
具有来自短成员的对齐方式2。然后，
pix4
的对齐从
pixels
成员获取对齐，因此第一种情况下为1，第二种情况下为2

现在，为了确保数组的所有成员都正确对齐，结构的大小将向上舍入到其对齐的下一个倍数。在这两种情况下，
像素
的大小都是24，但随后是1字节的
掩码
。在第一种情况下，对齐是1，因此25是它的倍数，
sizeof（pix4）
是25，但在第二种情况下，对齐是2，因此必须将
sizeof（pix4）
四舍五入到下一个偶数26

这在所有平台上都是一样的。
#pragma pack（1）要获得字节对齐的打包（visual studio），那么在这两种情况下，您应该获得相同的大小。正确的封装意味着您不关心确切的表示，只关心所提供的接口。为
y
设置一个getter和setter是很容易的，它获取并返回
uint16\u t
，即使内部表示使用了两个单独的字节。@Matthieu M:你完全正确。getter和setter应该抽象出单独的字节访问，但是由于我不太熟悉处理相反的endian的差异，我担心如果我错误地处理endianness，我会在代码中引入bug，仅此而已。@Cindeselia:如果你这样做，那么修复将局限于getter和setter代码，只有两个函数：）@LuchianGrigore:Err，bit，而不是byte。自然边界==类型的大小。我从未听说过这个术语。介意提供一个参考吗？@LuchianGrigore:对于x86，请参见，例如，校准要求始终是特定于平台的，当OP询问Windows 64位时，我认为他对x86-64感兴趣（不是很多Windows IA-64用户！）。此外，单词aligned并没有描述问题的全部范围，因为不同类型的词有不同的对齐要求——正如您提到的维基百科文章所述，自然边界==对齐，“非自然”边界==未对齐。此外，如果你在谷歌上搜索“对齐自然边界”，你会发现它也在其他地方使用，例如在AIX/POWER上的XLC编译器文档中。“必须始终位于偶数（对齐）地址上”是否表示对齐？对齐的意思稍微多一些：偶数可以被2整除-这对于
short
，已经足够了-但在一般情况下（例如of
int64\t
之类的）-即使是也不够。照此，术语“aligned”更一般。