C语言复习(四)struct 所占字节数

 


struct MyStruct 

double dda1; 
char dda; 
int type 
}; 
对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢?sizeof(MyStruct)为多少呢?也许你

会这样求: 
sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13 
但是当在VC中测试上面结构的大小时,你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什

么在VC中会得出这样一个结果吗? 
其实,这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度,VC对一些变量的

起始地址做了“对齐”处理。在默认情况下,VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结

构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的

对齐方式(vc6.0,32位系统)。
类型      对齐方式(变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量) 
Char      偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数 
Short     偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数 
int         偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数 
float      偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数 
double   偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数 
各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间,同时按照上面的对

齐方式调整位置,空缺的字节VC会自动填充。同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边

界数(即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数)的倍数,所以在为最后一个成员

变量申请空间后,还会根据需要自动填充空缺的字节。 

下面用前面的例子来说明VC到底怎么样来存放结构的。 
struct MyStruct 

double dda1; 
char dda; 
int type 
}; 
为上面的结构分配空间的时候,VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式,先为第一个

成员dda1分配空间,其起始地址跟结构的起始地址相同(刚好偏移量0刚好为sizeof(doub

le)的倍数),该成员变量占用sizeof(double)=8个字节;接下来为第二个成员dda分配空

间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8,是sizeof(char)的倍数

,所以把dda存放在偏移量为8的地方满足对齐方式,该成员变量占用 sizeof(char)=1个字

节;接下来为第三个成员type分配空间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址

的偏移量为9,不是sizeof (int)=4的倍数,为了满足对齐方式对偏移量的约束问题,VC自

动填充3个字节(这三个字节没有放什么东西),这时下一个可以分配的地址对于结构的起

始地址的偏移量为12,刚好是sizeof(int)=4的倍数,所以把type存放在偏移量为12的地方

,该成员变量占用sizeof(int)=4个字节;这时整个结构的成员变量已经都分配了空间,总

的占用的空间大小为:8+1+3+4=16,刚好为结构的字节边界数(即结构中占用最大空间的

类型所占用的字节数sizeof(double)=8)的倍数,所以没有空缺的字节需要填充。所以整

个结构的大小为:sizeof(MyStruct)=8+1+ 3+4=16,其中有3个字节是VC自动填充的,没有

放任何有意义的东西。 
下面再举个例子,交换一下上面的MyStruct的成员变量的位置,使它变成下面的情况 

struct MyStruct 


char dda; 
double dda1; 
int type 
}; 
这个结构占用的空间为多大呢?在VC6.0环境下,可以得到sizeof(MyStruc)为24。结

合上面提到的分配空间的一些原则,分析下VC怎么样为上面的结构分配空间的。(简单说

明) 
struct MyStruct 

char dda;//偏移量为0,满足对齐方式,dda占用1个字节; 
double dda1;//下一个可用的地址的偏移量为1,不是sizeof(double)=8 
//的倍数,需要补足7个字节才能使偏移量变为8(满足对齐 
//方式),因此VC自动填充7个字节,dda1存放在偏移量为8 
 //的地址上,它占用8个字节。 
int type;//下一个可用的地址的偏移量为16,是sizeof(int)=4的倍 
            //数,满足int的对齐方式,所以不需要VC自动填充,type存 
           //放在偏移量为16的地址上,它占用4个字节。 
};//所有成员变量都分配了空间,空间总的大小为1+7+8+4=20,不是结构 
//的节边界数(即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof 
 //(double)=8)的倍数,所以需要填充4个字节,以满足结构的大小为 
//sizeof(double)=8的倍数。 
所以该结构总的大小为:sizeof(MyStruc)为1+7+8+4+4=24。其中总的有7+4=11个字节

是VC自动填充的,没有放任何有意义的东西。
VC对结构的存储的特殊处理确实提高CPU存储变量的速度,但是有时候也带来了一些麻

烦,我们也屏蔽掉变量默认的对齐方式,自己可以设定变量的对齐方式。
VC 中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存

放的起始地址的偏移量有两种情况:第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数,那么偏

移量必须满足默认的对齐方式,第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数,那么偏移

量为n的倍数,不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条件,分下面两种情况

:如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数,那么结构的总大小必须为占用空间最大的

变量占用的空间数的倍数; 
否则必须为n的倍数。下面举例说明其用法。 
#pragma pack(push) //保存对齐状态 
#pragma pack(4)//设定为4字节对齐 
struct test 

 char m1; 
 double m4; 
int m3; 
}; 
#pragma pack(pop)//恢复对齐状态

以上结构的大小为16,下面分析其存储情况,首先为m1分配空间,其偏移量为0,满足

我们自己设定的对齐方式(4字节对齐),m1占用1个字节。接着开始为 m4分配空间,这时

其偏移量为1,需要补足3个字节,这样使偏移量满足为n=4的倍数(因为sizeof(double)大

于n),m4占用8个字节。接着为m3分配空间,这时其偏移量为12,满足为4的倍数,m3占用

4个字节。这时已经为所有成员变量分配了空间,共分配了16个字节,满足为n的倍数。如

果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(16),那么我们可以得到结构的大小为24。

 

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