复习c语言深度剖析(24)—#pragma使用分析、内存对齐

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我是靠谱客的博主大方蚂蚁，最近开发中收集的这篇文章主要介绍复习c语言深度剖析(24)—#pragma使用分析、内存对齐，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1.#pragma简介

#pragma用于指示编译器完成一些特定的动作
#pragma所定义的很多指示字是编译器特有的
#pragma在不同的编译器间是不可移植的
预处理器将忽略它不认识的#pragma指令
不同的编译器可能以不同的方式解释同—条#pragma指令
一般用法： #pragma parameter，注：不同的parameter参数语法和意义各不相同
2. #pragma message

message参数在大多数的编译器中都有相似的实现
message参数在编译时输出消息到编译输出窗口中
message用于条件编译中可提示代码版本信息
#if defined(ANDROID20)

    #pragma message(“Compile Android SDK 2.0…”)

    #define VERSION "Android 2.0 "

#endif
与#error和#warning不同，#pragma message仅仅代表一条编译消息，不代表程序错误。
3.编程实验

#pragma message
#include <stdio.h>

#if defined(ANDROID20)
#pragma message(“Compile Android SDK 2.0…”)
#define VERSION “Android 2.0”
#elif defined(ANDROID23)
#pragma message(“Compile Android SDK 2.3…”)
#define VERSION “Android 2.3”
#elif defined(ANDROID40)
#pragma message(“Compile Android SDK 4.0…”)
#define VERSION “Android 4.0”
#else
#error Compile Version is not provided!
#endif

int main()
{
printf("%sn", VERSION);

return 0;

}
编译命令如下：

可见，在编译期间，预处理器处理#pragma message，并输出信息。将上述程序用vc编译器进行编译，结果如下：

bcc32的编译输出如下：

4.#pragma once

#pragma once用于保证头文件只被编译—次
#pragma once是编译器相关的，不—定被支持

这两种方式有什么区别？
左边是通过判断宏是否已经定义的方式保证代码只被嵌入一次，预处理器还是处理了这个文件。而#pragma once 保证只处理这个要包含的文件一次。所有pragma once的效率会高一点。
工程中用的比较多的是ifndef方式，而不是pragma方式，因为并不是所有的编译器都支持pragma once。而ifndef是C语言支持的。
5.实例分析

#pragma once使用分析
global.c
#include <stdio.h>
#include “global.h”
#include “global.h”

int main()
{
printf(“g_value = %dn”, g_value);

return 0;

}
global.h
#pragma once

int g_value = 1;
gcc编译运行结果如下:

注释掉pragma once后，gcc就会报重定义错误。
vc2010编译运行结果如下：

bcc32的编译如下：

可见bcc并不支持pragma once。预处理器不支持的pragma参数，会直接删除pragma once这一行。工程中可以使用以下的解决方案：

这样可以保证只包含一次，又保证效率。在不支持pragma once的编译器中，还有ifndef做保证。在支持pragma once 的编译器中，它就起作用了，保证文件只被包含一次，也只被处理一次。
6.#pragma pack

什么是内存对齐？
不同类型的数据在内存中按照一定的规则排列，而不一定是顺序的一个接一个的排列
#include <stdio.h>

struct Test1
{
char c1;
short s;
char c2;
int i;
};

struct Test2
{
char c1;
char c2;
short s;
int i;
};

int main()
{

printf(" sizeof(struct Test1) = %dn", sizeof(struct Test1));
printf(" sizeof(struct Test2) = %dn", sizeof(struct Test2));

return 0;

}
输出结果：
sizeof(struct Test1) = 12
sizeof(struct Test2) = 8
两个结构体的成员是一样的，顺序不一样，占用的空间大小就不一样，这就是内存对齐的结果。
内存排列的结果：

为什么需要内存对齐？

CPU对内存的读取不是连续的，而是分块读取的，块的大小只能是1、2、4、8、16…字节
当读取操作的数据未对齐，则需要两次总线周期来访问内存，因此性能会大打折扣
某些硬件平台只能从规定的相对地址处读取特定类型的数据，否则产生硬件异常
#pragma pack用于指定内存对齐方式
8.编程实验

#pragma pack能够改变编译器的默认对齐方式
#include <stdio.h>

#pragma pack(1)
struct Test1
{
char c1;
short s;
char c2;
int i;
};
#pragma pack()

#pragma pack(1)
struct Test2
{
char c1;
char c2;
short s;
int i;
};
#pragma pack()

int main()
{
printf(" sizeof(struct Test1) = %dn", sizeof(struct Test1));
printf(" sizeof(struct Test2) = %dn", sizeof(struct Test2));

return 0;

}
输出结果：
sizeof(struct Test1) = 8
sizeof(struct Test2) = 8
9.struct占用的内存大小计算方式

第一个成员起始于0偏移处
每个成员按其类型大小和pack参数中较小的一个进行对齐
偏移地址必须能被对齐参数整除
结构体成员的大小取其内部长度最大的数据成员作为其大小
结构体总长度必须为所有对齐参数的整数倍
注意：编译器在默认情况下按照4字节对齐
#pragma pack(4)
struct Test1
{ // 对齐参数偏移地址大小
char c1; // 1 0 1
short s; // 2 2 2
char c2; // 1 4 1
int i; // 4 8 4
};
#pragma pack()

#pragma pack(1)
struct Test2
{ // 对齐参数偏移地址大小
char c1; // 1 0 1
char c2; // 1 1 1
short s; // 1 2 2
int i; // 1 4 4
};
#pragma pack()
10. 小结

#pragma用于指示编译器完成一些特定的动作
#pragma所定义的很多指示字是编译器特有的
#pragma message：用于自定义编译消息
#pragma once：用于保证头文件只被编译一次
#pragma pack：用于指定内存对齐方式
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