C語(yǔ)言 詳細(xì)分析結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對(duì)齊
一.結(jié)構(gòu)體
結(jié)構(gòu)體 (struct)是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),可以包含很多數(shù)據(jù)類型,可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
常見(jiàn)的int,char類型變量,我們可以一眼看出占多少字節(jié),但對(duì)于結(jié)構(gòu)體,可就有點(diǎn)難度了。
讓我們來(lái)猜猜以下程序的輸出
struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; }; int main() { struct S1 s; struct S2 t; printf("%d\n", sizeof(s)); printf("%d\n", sizeof(t)); }
可能我們的答案是兩個(gè)6,但事實(shí)是這樣嗎?
并不是
原來(lái),在結(jié)構(gòu)體中存在內(nèi)存對(duì)齊。
二.結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊
讓我們看看結(jié)構(gòu)體的對(duì)齊規(guī)則:
1.第一個(gè)成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處。
2.其他成員變量要對(duì)齊到 對(duì)齊數(shù) 的整數(shù)倍的地址處。
對(duì)齊數(shù):編譯器默認(rèn)的一個(gè)對(duì)齊數(shù) 和 該結(jié)構(gòu)體成員大小 中的較小值
3.結(jié)構(gòu)體總大小為最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍。
4.如果有嵌套結(jié)構(gòu)體,嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)齊到自己的最大對(duì)其書的整數(shù)倍出,結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍。
1.非嵌套結(jié)構(gòu)體的大小
上圖
c1先放置,i大小為4,取4和8(VS中默認(rèn)為8)的較小值,對(duì)齊到4
c2大小為1,取1和8的較小值,直接放置
因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體的大小為最大對(duì)其數(shù)的整數(shù)倍,而現(xiàn)在字節(jié)大小為9,因此要對(duì)齊到12(叉號(hào)為被浪費(fèi)的空間)
上圖中,c1和c2先放置,i對(duì)齊到8,8為4的整數(shù)倍,因而輸出為8
2.含嵌套結(jié)構(gòu)體的大小
三.為什么要內(nèi)存對(duì)齊
1.平臺(tái)原因(移植原因)
不是所有硬件平臺(tái)都能訪問(wèn)地址上的任意數(shù)據(jù)的,某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù),否則會(huì)異常。
2.性能原因
能夠一次性訪問(wèn)內(nèi)存,試想,假如內(nèi)存不對(duì)齊,訪問(wèn)一個(gè)地址要是只有半個(gè)數(shù)據(jù)該多難受。
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