结构体内存对齐
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。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。
VS 中默认的值为 8
Linux 环境下没有默认对齐数,没有默认对齐数,自身的大小就是对齐数!
3. 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。
4. 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。
接下来的例子都在VS环境下说明:
在struct S1中c1的大小是1,默认对齐数为8 ,故c1的对齐数是1 。由于是结构体的第一个成员,所以对齐到偏移量为0的地址处。
在struct S1中 i 的大小是4,默认对齐数为8,故 i 的对齐数是4 。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为4的地址处。
在struct S1中c2的大小是1,默认对齐数为8,故c2的对齐数是1。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为8的地址处。
struct S1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,4就是最大对齐数,故结构体S1总大小为12。
在struct S2中c1的大小是1,默认对齐数为8 ,故c1的对齐数是1 。由于是结构体的第一个成员,所以对齐到偏移量为0的地址处。
在struct S2中c2的大小是1,默认对齐数为8,故c2的对齐数是1。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为1的地址处。
在struct S2中 i 的大小是4,默认对齐数为8,故 i 的对齐数是4 。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为4的地址处。
struct S2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,4就是最大对齐数,故结构体S2总大小为8。
在struct S3中d的大小是8,默认对齐数为8 ,故d的对齐数是8 。由于是结构体的第一个成员,所以对齐到偏移量为0的地址处。
在struct S3中c的大小是1,默认对齐数为8,故c的对齐数是1。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为8的地址处。
在struct S3中 i 的大小是4,默认对齐数为8,故 i 的对齐数是4 。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为12的地址处。
struct S3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,8就是最大对齐数,故结构体S3总大小为16。
在struct S4中c1的大小是1,默认对齐数为8 ,故c1的对齐数是1 。由于是结构体的第一个成员,所以对齐到偏移量为0的地址处。
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,在struct S4中s3的最大对齐数是8,默认对齐数为8,故s3的对齐数是8。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为8的地址处。
在struct S4中 d 的大小是8,默认对齐数为8,故 d 的对齐数是8 。由于要对齐到 对齐数 的整数倍的地址处,所以该成员对齐到偏移量为24的地址处。
如果嵌套了结构体的情况,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。struct S4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,8就是最大对齐数,故结构体S4总大小为32。
在主函数中的运行结果:
为什么存在内存对齐 ?
1. 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。
2. 性能原因:
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。
offsetof - 宏 - 计算结构体相对于起始位置的偏移量
代码如下:
运行结果如下: