结构体内存对齐

想要计算结构体大小，必须先掌握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某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。

3.对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 windows(32)/VC6.0 中默认的值为8, linux(32)/GCC 中的默认值为4。

4.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。

如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的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。

练习1

struct S1{

char c1;

int i;

char c2;

};

练习1

c1先存入0地址处，i的对齐数为4（int 为4， 默认为8，取小），在变量偏移为0的地址处存入（即4处）（这里为什么是4呢？这个是根据我们的第二条规则，从地址为0开始，对齐数的整数倍开始填入），c2对齐数为1，在8处存入，共消耗9个地址；结构体总大小为最大对齐数（4）的整数倍，即12。

练习2

struct S2

{

char c1;

char c2;

int i;

};

练习2

c1存入0地址处，c2对齐数为1（char为1，默认8，取小），在变量偏移为0的地址处存入（即1处），i的对齐数为4（int为4，默认8，取小），在变量偏移为0的地址处存入（即4处），共消耗8个地址；结构体总大小为最大对齐数（4）的整数倍，即8。

练习3

struct S3

{

double d;

char c;

int i;

};

练习3

d存入0地址处，c对齐数为1，存入8处，i对齐数为4，存入12处，共消耗16地址；结构体总大小为最大对齐数（4）的整数倍，即16。

练习4-结构体嵌套问题

struct S4

{

char c1;

struct S3 s3;

double d;

};

练习4

c1存入0地址处，S3对齐到其最大对齐数的整数倍处（即8处），依次对齐d、c、i、d，消耗32个地址，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（即8）的整数倍，32恰好是8的整数倍，所以为32。

2. 为什么存在内存对齐

大部分的参考资料是这样说的：

平台原因(移植原因)： 不是所有的硬件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处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。

性能原因： 数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。 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；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

总体来说：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：

让占用空间小的成员尽量集中在一起。

//例如：

struct S1

{

char c1;

int i;

char c2;

};

struct S2

{

char c1;

char c2;

int i;

};

S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

3. 修改默认对齐数

#include

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8

struct S1

{

char c1;

int i;

char c2;

};

#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

#pragma pack(1)//设置默认对齐数为

struct S2

{

char c1;

int i;

char c2;

};

#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

int main()

{

//输出的结果是什么？

printf("%d\n", sizeof(struct S1));          //12

printf("%d\n", sizeof(struct S2));          //6

return 0;

}

结论：

结构在对齐方式不合适的时候，那么可以自己更改默认对齐数。