结构体内存对齐详解

目录

前言

代码示例

结构体内存对齐规则

画图解题

为什么存在内存对齐

如何设计结构体

修改默认对齐数

结语


前言

结构体内存对齐问题是结构体中非常重要的知识点,本文此进行详细的总结。

代码示例

结构体内存对齐详解_第1张图片

以上代码中,结构体成员变量一样,但是顺序不一样,导致两个结构体所占内存大小不同,这是为什么呢?

结构体内存对齐规则

1.第一个成员在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某个数字(对齐数)的整数倍的地址处。

对齐数 = 编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值。

3.结构体总大小为最大对齐数的整数倍(每个成员变量都有一个对齐数)。

4.如果嵌套了结构体,嵌套的结构体对齐到自己最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有所有最大的对齐数的整数倍(包含嵌套结构体的对齐数)。

画图解题

这个规则有点抽象,接下来画图示例。

结构体内存对齐详解_第2张图片

 

为什么存在内存对齐

1.平台原因

不是所有硬件可以访问任意地址处上的任意数据,某些平台只能在某些地址处读取特定类型数据,否则会硬件异常。

2.性能原因

数据结构(尤其是栈)应该尽可能在自然边界上对齐

原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;而对于对齐的内存,处理器仅需要一次访问。

如何设计结构体

为了使结构体占用的内存小一点,我们应该经可能让占用空间小的内存集中在一起,如有两个char、两个int、两个double类型的数据,我们应该以char char int int double double double这样的顺序排列结构体成员变量,减少内存的浪费。

修改默认对齐数

我使用的是vs2019的编译器,默认的对齐数是8,如果结构体在对齐方式不合适的时候,可以自己更改默认对齐数。这时候需要在程序开头使用 #pragma pack(设置的默认对齐数)。

结语

本文到此结束,希望读者有所收获,谢谢阅览。

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