C当中关于sizeof(struct)和sizeof(union)计算
char:8位
short:16位
int:32位
long:32位
float:32位
double:64位
一、接下来先来看struct,结构体
请牢记以下3条原则:(在没有#pragma pack宏的情况下)
1、数据成员对齐规则:结构体(struct)的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,之后的每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始(比如int在32位机子上为4字节,所以要从4的整数倍地址开始存储)。
2、结构体作为成员:如果一个结构体里同时包含结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储(如struct a里有struct b,b里有char,int ,double等元素,那么b应该从8(即double类型的大小)的整数倍开始存储)。
3、结构体的总大小:即sizeof的结果。在按之前的对齐原则计算出来的大小的基础上,必须还得是其内部最大成员的整数倍,不足的要补齐(如struct里最大为double,现在计算得到的已经是11,则总大小为16)。
具体例子:
- typedef struct bb
- {
- int id; //[0]….[3] 表示4字节
- double weight; //[8]…..[15] 原则1
- float height; //[16]..[19],总长要为8的整数倍,仅对齐之后总长为[0]~[19]为20,补齐[20]…[23] 原则3
- }BB;
typedef struct bb
{
int id; //[0]....[3] 表示4字节
double weight; //[8].....[15] 原则1
float height; //[16]..[19],总长要为8的整数倍,仅对齐之后总长为[0]~[19]为20,补齐[20]...[23] 原则3
}BB;
- typedef struct aa
- {
- int id; //[0]…[3] 原则1
- double score; //[8]….[15]
- short grade; //[16],[17]
- BB b; //[24]……[47] 原则2(因为BB内部最大成员为double,即8的整数倍开始存储)
- char name[2]; //[48][49]
- }AA;
typedef struct aa
{
int id; //[0]...[3] 原则1
double score; //[8]....[15]
short grade; //[16],[17]
BB b; //[24]......[47] 原则2(因为BB内部最大成员为double,即8的整数倍开始存储)
char name[2]; //[48][49]
}AA;
- int main()
- {
- cout<<sizeof(AA)<<“ ”<<sizeof(BB)<<endl;
- return 0;
- }
int main()
{
cout<<sizeof(AA)<<" "<<sizeof(BB)<<endl;
return 0;
}
输出结果为56 24
以上结果是在没有#pragma pack(n)宏的情况下,现在来讲讲关于#pragma pack(n)。
编译器中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。//n为1、2、4、8、16…
n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况:第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数,那么偏移量必须满足默认的对齐方式,即该变量所占用字节数的整数倍;第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数,那么偏移量为n的倍数,不用满足默认的对齐方式。
结构的总大小也有个约束条件,分下面两种情况:如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数,那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数;否则必须为n的倍数。
所以在上面的代码前加一句#pragma pack(1),
则代码输出为bb:(0~3)+(4~11)+(12~15)=16;aa:(0~1)+(2~5)+(6~13)+(14~15)+(16~31)=32,也就是说,#pragma pack(1)就是没有对齐规则。
再考虑#pragma pack(4),bb:(0~3)+(4~11)+(12~15)=16;aa:(0~1)+(4~7)+(8~15)+(16~17)+(20~35)=36
二、union共用体(联合)
- union foo
- {
- char s[10];
- int i;
- }
union foo
{
char s[10];
int i;
}
- union mm{
- char a;//元长度1 1
- int b[5];//元长度4 20
- double c;//元长度8 8
- int d[3]; 12
- };
union mm{
char a;//元长度1 1
int b[5];//元长度4 20
double c;//元长度8 8
int d[3]; 12
};
所以sizeof(mm)=8*3=24;- struct inner
- {
- char c1;
- double d;
- char c2;
- };
- union data4
- {
- struct inner t1;
- int i;
- char c;
- };
struct inner
{
char c1;
double d;
char c2;
};
union data4
{
struct inner t1;
int i;
char c;
};
由于data4共用体中有一个inner结构体,所以最大的基本数据类型为double,因此以8字节对齐。共用体的存储长度取决于t1,而t1长度为24,因此sizeof(uniondata4)的值为24.当在结构体中包含共用体时,共用体在结构体里的对齐地址为共用体本身内部所对齐位数,如下:
- typedef union{
- long i;
- int k[5];
- char c;
- }DATE;
- struct data{
- int cat;
- char cc;
- DATE cow;
- char a[6];
- };
typedef union{
long i;
int k[5];
char c;
}DATE;
struct data{
int cat;
char cc;
DATE cow;
char a[6];
};
三、两者的区别