各位同仁,下午好。 今天,我们将深入探讨一个在高性能计算、系统编程以及跨语言互操作中至关重要的主题:结构体内存对齐与打包。特别是,我们将聚焦于如何通过手动重排结构体成员的方式,实现跨C++、Rust和Go等不同语言间的内存布局一致性。这不仅仅是一个理论问题,更是实践中解决数据交换、FFI(Foreign Function Interface)调用以及优化内存利用率的关键。 引言:内存对齐与结构体布局的挑战 在计算机科学中,内存对齐(Memory Alignment)是指将数据存储在内存中地址是某个特定数字(通常是2的幂)的倍数的位置上。这并非编程语言的“任性”行为,而是由底层硬件架构决定的。CPU在访问内存时,通常会以字长(Word Size)为单位进行读取,例如4字节(32位系统)或8字节(64位系统)。如果数据不是按照CPU的自然字长对齐存放,CPU可能需要执行多次内存访问或者复杂的移位操作才能获取完整的数据,这会显著降低程序的执行效率。 结构体填充(Structure Padding)正是为了满足这种对齐要求而产生的。编译器在布局结构体成员时,会在某些成员之间插入额外的、未使用的 …
继续阅读“解析 ‘Structure Padding & Packing’:如何通过手动重排成员实现跨语言(C++/Rust/Go)的内存对齐?”