C 數(shù)組允許定義可存儲(chǔ)相同類型數(shù)據(jù)項(xiàng)的變量，結(jié)構(gòu)是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數(shù)據(jù)類型，它允許你存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)，本篇讓我們來了解C 的結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊

引例

#include<iostream>
using namespace std;
struct S
{
	char c;		// 1
	int a;		// 4
	char d;		// 1
};
int main()
{
	struct S s = { 'a',2,'y'};
	cout << sizeof(struct S) << endl;// 12
	cout << sizeof(s) << endl; 		 // 12
	return 0;
}

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊規(guī)則

1. 結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)變量，永遠(yuǎn)放在結(jié)構(gòu)體起始位置偏移量為0的地方。

2. 結(jié)構(gòu)體成員從第二個(gè)成員開始，剩下的成員總是放在偏移量為一個(gè)對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍處。對(duì)齊數(shù)=編譯器默認(rèn)的對(duì)齊數(shù)與變量自身大小的較小值(VS的默認(rèn)對(duì)齊數(shù)是8,Linux沒有默認(rèn)對(duì)齊數(shù))

3. 結(jié)構(gòu)體的總大小，必須是結(jié)構(gòu)體各個(gè)成員中最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍

4. 如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)齊到自己的最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對(duì)齊數(shù)( 含嵌套結(jié)構(gòu)體的對(duì)齊數(shù))的整數(shù)倍。

滿足第一點(diǎn)：

滿足第二點(diǎn)：

滿足第三步：

為了滿足第三點(diǎn)，我們要內(nèi)存對(duì)齊，結(jié)構(gòu)體的總大小必須是4的倍數(shù)，現(xiàn)在只有12能夠滿足要求了。

但是我們存在著一些空間的浪費(fèi)?。?/p>

那么為什么要有內(nèi)存對(duì)齊呢

大部分的參考資料都是如是說的：

平臺(tái)原因(移植原因)：

不是所有的硬件平臺(tái)都能訪問任意地址上的任意數(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)，否則拋出硬件異常。

性能原因：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應(yīng)該盡可能地在自然邊界上對(duì)齊。原因在于，為了訪問未對(duì)齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問；而對(duì)齊的內(nèi)存訪問僅需要一次訪問。

例如：某些場(chǎng)景下一次只能讀取4byte空間：對(duì)比對(duì)齊和不對(duì)齊，可能讀取數(shù)據(jù)就可能出錯(cuò)。

總體來說：

結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對(duì)齊是拿空間來換取時(shí)間的做法。

如何優(yōu)化

那在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體的時(shí)候，我們既要滿足對(duì)齊，又要節(jié)省空間，如何做到呢？那就是讓占用空間小的成員盡量集中在一起。

//例如：
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};

S1和S2類型的成員一模一樣，但是S1和S2所占空間的大小有了一些區(qū)別。

修改默認(rèn)對(duì)齊數(shù)

用#pragma修改默認(rèn)對(duì)齊數(shù)

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//設(shè)置默認(rèn)對(duì)齊數(shù)為8
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的默認(rèn)對(duì)齊數(shù)，還原為默認(rèn)
#pragma pack(1)//設(shè)置默認(rèn)對(duì)齊數(shù)為1
struct S2
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的默認(rèn)對(duì)齊數(shù)，還原為默認(rèn)
int main()
{
	//輸出的結(jié)果是什么？
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

結(jié)論：

結(jié)構(gòu)在對(duì)齊方式不合適的時(shí)候，我么可以自己更改默認(rèn)對(duì)齊數(shù)。

到此這篇關(guān)于C語言詳細(xì)分析結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對(duì)齊規(guī)則的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言內(nèi)存對(duì)齊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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