结构体内存对齐是很重要的一个考点,但不难掌握,接下来就来了解一下结构体内存对齐
目录
- 对齐规则:
- 偏移量:
- 例题:
- 为什么存在内存对齐?
对齐规则:
首先来看一下对齐规则
- 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
- 其他成员变量要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍的偏移量处。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
VS中默认的值为8 - 结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍。
- 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。
偏移量:
看完可能会有疑惑,什么是偏移量?
表示指定成员与其结构开头之间的字节数。
offsetof是求偏移量的大小
例如:
例题:
求结构体大小
struct S1
{
char c1;//y有效对齐数为1
char c2;//有效对齐数w为1
int i;//有效对齐数为4
};
总大小为8字节
2.
struct S2
{
char c1;//有效对齐数为1
struct S1 s2;//有效对齐数为4(对齐到自己的最大对齐数的整数倍处)
double d;//有效对齐数为8
};
c1放在偏移量0处,占1个字节
s2放在偏移量4处,占8字节
d放在偏移量16处,占8字节
总大小为24字节
为什么存在内存对齐?
- 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。 - 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:
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法
那在设计结构体的时候,我们既要满足对齐,又要节省空间,如何做到:
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
//例如:
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};//12 Byte
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};//8 Byte
S1和S2类型的成员一模一样,但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。
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