今天我们来讲讲结构体的大小如何来计算

其中涉及到一个结构体中的热门考点：结构体内存对齐

话不多说，开始学习！

要想计算结构体的大小，首先要了解结构体的对齐规则。

目录

结构体内存对齐规则

举例

为什么存在内存对齐?

如何修改默认对齐数？

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结构体内存对齐规则

1、第一个成员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对齐数的整数倍地址处。

        对齐数=编译器默认对齐数与该成员大小的较小值。

        VS中默认的值为8，Linux gcc无默认对齐数，其对齐数就是成员变量自身大小。

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成员中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。

举例

struct s1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};

 

如图,内存中有一块空间放的是结构体s1,

        (1)对于第一个成员变量c1,它在与结构体变量偏移量为0的地址处(也就是图中的0),因为c1的类型是char(占一个字节),所以图中灰色的格子放的就是c1

        (2)接着,对于第二个成员变量 i 它的类型是int,为四个字节,又因为在VS中默认对齐数是8字节,4<8,所以,变量 i 的对齐数为4。因为要放到对齐数整数倍位置，所以 i 应该放在偏移量为4的位置，图中黄色格子放的就是 i 。

        (3)再然后，对于第三个成员变量c2，它的类型是char，大小为1字节，1<8, 所以c2的对齐数是1。因为要放到对齐数整数倍位置，所以c2可以放在偏移量为8的位置，图中红色格子放的是c2.

        (4)最后，因为结构体总大小为最大对齐数的整数倍。前面我们已知c1对齐数=1，i 对齐数=4,c2对齐数=1,所以,结构体的最大对齐数为4,所以结构体的最终大小应该对齐4的整数倍位置,即图中12的位置,所以,整个结构体大小为12.

结构体嵌套问题

struct s2
{
    char c1;
    struct s1 s1;
    double d;
}

若出现结构体嵌套问题,如上图

需先计算struct s1的最大对齐数,由第一个案例可知,结构体s1的最大对齐数是4,所以struct s1对齐到4的整数倍位置即可.

为什么存在内存对齐?

大部分参考资料是这么说的:

1、平台原因（移植原因）

        不是所有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对齐边界上对齐。

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；而对齐的内存仅需要访问一次。

总体来说：结构体内存对齐是拿空间换时间的做法。

在设计结构体的时候，让占用空间小的成员尽量集中在一起，可以既满足对集，又节省空间。

如何修改默认对齐数？

结构体在对齐方式不合适的时候，我们可以修改默认对齐数。

如：

#pragma pack(4)//更改默认对齐数为4
struct s1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack()//还原为默认