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结构体----------内存对齐

程序员文章站 2024-03-23 10:27:46
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1.什么是内存对齐?

           内存对齐”应该是编译器的“管辖范围”。编译器为程序中的每个“数据单元”安排在适当的位置上。但是C语言的一个特点就是太灵活,太强大,它允许你干预“内存对齐”。

 

2.为什么存在内存对齐?

 

1、平台原因(移植原因):不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。

2、性能原因:数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要一次访问

 

总体来说是用空间换取时间。

 

3.如何计算结构体(对齐数)大小?

  1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
  2. 从第二个成员开始,其他成员变量要对齐到对齐数的整数倍的地址处。         对齐数  =  默认对齐数与该成员大小的较小值。(vs中默认对齐数是8,linux中的默认对齐数是4)
  3. 结构体总的大小是最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍。
  4. 如果有结构体嵌套,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(包括嵌套结构体的对齐数)的整数倍。

 

4.修改默认对齐数。

#pragma pack(8)  //设置默认对齐数为8

#pragma pack()    //取消默认对齐数,还原成默认

 

5.练习计算结构体大小

 

#include<stdio.h>

struct s1
{
	char a;//0
	int b;//4
	char c;//8
};//12

struct s2
{
	char a;//0
	char b;//1
	int c;//4
};//8

struct s3
{
	double a;//0
	char b;//8
	int c;//12
};//16

//嵌套结构体
struct s4
{
	char a;//0
	struct s3 b;//8
	double c;//24
};//32

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct s1));
	printf("%d\n", sizeof(struct s2));
	printf("%d\n", sizeof(struct s3));
	printf("%d\n", sizeof(struct s4));
	return 0;
}

结论:应该让结构体中占用空间小的成员尽量集中在一起。