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c语言中结构体内存对齐规则(详解)

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

c语言中结构体内存对齐规则(详解)

一、为什么存在内存对齐

1、平台原因:

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,处理器需要做两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要一次访问。

二、对齐规则

1、第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。

2、其他成员变量要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍的地址处

对齐数 = 编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值。(vs中默认值为0)

3、结构体总大小为最大对齐数(每个成员都有一个对齐数)的整数倍。

4、如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。

主要规则就是前三条,第一条说的是第一个成员存放的位置,第二条说的是其他成员存放的位置,第三条规定了最后一个成员所占的字节。

三、举几个实例

1、

我们可以根据地址画一下它的内存图,可以看出c1遵循第一条规则放在了和结构体偏移量为0的地址处;c2的对齐数为它自己的长度4和编译器默认的8的较小值,也就是4,根据第二条规则,放在4的整数倍处,也就是第五个字节到第八个字节处;  i 的对齐数为1,根据第二个规则,它就存放在第九个字节处,又根据第三条规则:结构体总大小为最大对齐数的整数倍,此结构体的最大对齐数为4,整数倍就是12,所以i后面又空了3个字节。

 

 2、

 把c2和i的类型交换一下后,我们可以看出总字节数变为了8,根据前三条规则也可以知道它们的具体的存储方式。可见将空间占用量小的成员放在一起可以节省空间。

四、修改编译器的默认对齐数

结构在对齐方式不合适的时候,我们可以用#pragma这个预处理指令来更改默认对齐数。

比如上面的第二个代码把默认对齐数改为1后,它的总长度变为了6,没有了浪费字节的情况。

 

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