前言
求结构体的大小是很热门的考点,无论你是学C还是C++,都会遇到这样的问题,在面试中也很受欢迎,所以我们先思考这样一个问题:计算结构体,联合体和类的大小应该怎么去计算呢?我们知道,在C语言中结构体内部可以包含很多变量,所以我们在没有学习这个知识之前,会固化地认为,结构体的大小就是内部变量的大小的总和,但是事实就是这样吗?显然并不是,那接下来我们就要去学习一下如何求结构体它们的大小
一、内存对齐规则(每一个都是重点)
1. 第一个成员永远在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到 自身对齐数的整数倍 的地址处。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
只有VS中默认对齐数值为8
其他编辑器(gcc,clang)的对齐数就是成员自身的大小3. 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。
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。
5. 当结构体里有数组的时候,我们数组的对齐数是数组中一个元素的大小,之后在占整个数组大小的空间。
5. 使用下面的代码可以设置默认对齐数:
#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
二、求结构体大小的例题 (都按编辑器没有默认对齐数)
1. 例题1
#include <stdio.h>
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%lu",sizeof(struct S1));
return 0;
}
答案及解析 12
2. 例题2
#include <stdio.h>
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%lu\n", sizeof(struct S2));
return 0;
}
答案及解析 8
153. 例题3
#include <stdio.h>
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
int main()
{
printf("%lu\n", sizeof(struct S3));
return 0;
}
答案及解析 16
4. 例题4 (嵌套结构体)
#include <stdio.h>
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
int main()
{
printf("%lu\n", sizeof(struct S4));
return 0;
}
答案及解析 32
5. 例题5(结构体内部有数组)
#include <stdio.h>
struct S1
{
char c1;
int arr[6];
};
int main()
{
printf("%lu",sizeof(struct S1));
return 0;
}
答案及解析 28
三、联合体的计算规则
联合体是共用同一块空间的;
1. 联合的大小至少是最大成员的大小
2. 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍
3. 数组的对齐数是数组的一个元素的大小,再占整个数组大小的空间。
四、求union联合体大小的例题
1. 例题1
#include <stdio.h>
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
int main()
{
printf("%lu\n", sizeof(union Un1));
return 0;
}
答案及解析 8
2. 例题2
#include <stdio.h>
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
int main()
{
printf("%lu\n", sizeof(union Un2));
return 0;
}