C语言--结构体大小

news2024/10/7 8:26:33

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基本数据类型占用的字节数分别为:char(1),short(2),int(4),long(4),long long(8),float(4),double(8)。
分析一下下面结构体占用的字节数。

struct A
{
int a;
};
struct B
{
char a;
int b;
};
int main()
{
printf("sizeof(struct A)=%d\n", sizeof(struct A));//测试A的大小
printf("sizeof(struct B)=%d\n", sizeof(struct B));//测试B的大小
return 0;
}

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struct A的大小好理解,int a的大小为4字节。
struct B的大小为什么是8字节,而不是1+4,5字节呢?
出于性能考虑,数据应该尽可能地在自然边界上对齐”。这句话是什么意思呢?看下图,假设地址从100
开始

在上图的(一)中,a,b内存紧密相连,其内存加起来是5个字节,但是b的地址为101不能被4整除(4是b的
类型大小)。读取b的数据时需要转换,速度较慢。
在上图的(二)中,a,b中间有三个字节的空间不使用,b的地址为104能被4整除,读取b的数据时不需要转
换,速度快。但这时的空间为1+3+4=8字节。
现代计算机的内存都是比较大的,操作系统在设计时都愿意浪费一点点空间来换取更快的速度。

对齐规则1

对齐规则1:当前成员所在的地址能整除成员本身的字节大小。
也就是说,char类型成员的地址要能被1整除,short类型成员的地址要能被2整除,int类型成员的地址要
能被4整除,其它数据类型同理。
再练习几个,看看它们的大小是几个字节呢?

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答案分别是8,16,12。

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上图中”+”后面的数字为内存对齐不使用的字节数。
下面这个结构体占用几个字节呢

struct E
{
int a;
char b;
};

它的大小应该是5(4+1)字节,但是实际上它的大小却是8字节,这是为什么呢?
规则：

对齐规则2

对齐规则2:==结构体的总大小能整除单个最大成员的字节数。 ==
上面的例子, struct E占用字节数5不能整除最大成员a的字节数4(5不能整除4),所以struct E占用的字
节数应该对齐为4的倍数,8字节。
对齐规则2又是怎么来的呢?为什么有这样的规定?请看下面的分析。

struct E
{
int a;
char b;
};
int main()
{
struct E arr[2]; //结构体数组
return 0;
}

结构体不仅可以定义单个变量,也可以定义数组,如上struct E arr[2];那么arr数组的内存如何分布呢?
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如上图(一)所示,如果struct E占用5字节,数组arr[0]成员a,b的地址都可以被本身大小整除,但是
arr[1]。a的地址为105不能被4整除。
如上图(二)所示,如果struct E占用8节字,那么arr[0],arr[1]的成员地址都可以被本身大小整除。