作者：佳佳要學(xué)習(xí)
時(shí)間：2022年9月25日
本章內(nèi)容：結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊
作者想說：如本文有錯(cuò)誤之處，可以留言，感謝！

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目錄

• 一、學(xué)習(xí)小例子
• • 1. 思考代碼
  • 2. VS2019運(yùn)行結(jié)果
  • 圖解
• 二、了解對(duì)其規(guī)則
• 三、存在此規(guī)則的原因

一、學(xué)習(xí)小例子 1. 思考代碼

定義了兩個(gè)結(jié)構(gòu)體S1與S2，成員變量只有順序不一致。
當(dāng)在計(jì)算兩個(gè)結(jié)構(gòu)體的占內(nèi)存大小的時(shí)候，會(huì)有什么區(qū)別呢？

struct S1
{char c1;
	int i;
	char c2;
};
struct S2
{char c1;
	char c2;
	int i;
};

int main()
{struct S1 s1;
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

2. VS2019運(yùn)行結(jié)果

來，看一下！
S1 居然 比 S2 大了 4個(gè)字節(jié)！
那是為什么呢???

圖解

---

二、了解對(duì)其規(guī)則

1.第一個(gè)成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處.

擴(kuò)展：
offsetof：用來計(jì)算結(jié)構(gòu)體成員相對(duì)于起始位置的偏移量。

2.其他成員變量要對(duì)齊到某個(gè)數(shù)字（對(duì)齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。
對(duì)齊數(shù) = 編譯器默認(rèn)的一個(gè)對(duì)齊數(shù) 與 該成員大小的較小值。

解釋：
c1成員char類型占1個(gè)字節(jié)，偏移量為0。
i 成員int類型占4個(gè)字節(jié)，vs編輯器默認(rèn)為8字節(jié)，選較小值：4
因?yàn)椋谄屏?處不是整數(shù)倍的地址處。
所以，一直往下找，找到偏移量4處，開始存放4個(gè)字節(jié)的i成員變量。

3.結(jié)構(gòu)體總大小為大對(duì)齊數(shù)（每個(gè)成員變量都有一個(gè)對(duì)齊數(shù)）的整數(shù)倍。

c2最后占在了9偏移量處
結(jié)構(gòu)體總大小為大對(duì)齊數(shù)：4
不滿足，第三條。

所以要繼續(xù)往下找，找到12偏移量處
得到該結(jié)構(gòu)體占內(nèi)存大小:12

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。

struct S3
{double d; //8
	char c;   //1
	int i;    //4
};


struct S4
{char c1; //1
	struct S3 s3;  //16
	double d;  //8
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S4));
	return 0;
}

c1 ：占一個(gè)字節(jié)，偏移量：0
s3是一個(gè)結(jié)構(gòu)體(共占16字節(jié))，結(jié)構(gòu)體成員大是：8字節(jié),
所以，我們需要從8開始，進(jìn)行存放s3成員變量。

d是float類型，從24偏移量處開始，24是8的倍數(shù)。
從24開始存放d的變量，占8個(gè)字節(jié)

一共是32個(gè)字節(jié)

三、存在此規(guī)則的原因

1. 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。

2. 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。
   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。

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：讓占用空間小的成員盡量集中在一起。

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當(dāng)前路徑：http://chinadenli.net/article42/edphc.html

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