ios 结构体内存对齐、类内存对齐

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内存对齐作用

方便平台移植

CPU是一块块的进行进行内存访问。有一些硬件平台不允许随机访问,只能访问对齐后的内存地址,否则会报异常。

提高CPU内存访问速度

CPU访问非对齐的内存时需要进行多次拼接。如下图,比如需要读取从[2, 5]的内存,需要分别读取两次,然后还需要做位移的运算,最后才能得到需要的数据。这中间的损耗就会影响访问速度。

结构体内存对齐

对齐原则:

原则1:数据成员对齐规则:结构(struct)(或联合(union))的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中,比较小的那个进行。
原则2:结构(或联合)的整体对齐规则:在数据成员完成各自对齐之后,结构(或联合)本身也要进行对齐,对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行。
原则3:结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。

举例:八字节对齐

第一步: 成员数据对齐

#pragma pack(8)
struct AA {
int a; //长度4 < 8 按4对齐;偏移量为0;存放位置区间[0,3]
char b; //长度1 < 8 按1对齐;偏移量为4;存放位置区间[4]
short c; //长度2 < 8 按2对齐;偏移量要提升到2的倍数6;存放位置区间[6,7]
char d; //长度1 < 8 按1对齐;偏移量为7;存放位置区间[8],总大小为9
};
#pragma pack()

第二步: 整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 8) = 4,将9提升到4的倍数,则为12.所以最终结果为12个字节。图示如上。
注:可以通过stddef.h库中的offsetof宏来查看对应结构体元素的偏移量。

总结:

成员数据对齐:偏移量起始位置应为min(x,8)的整数倍y
整体对齐:成员总大小为y,整体对齐系数为min((max(x,x1,x2), 8) = x,y为x的整数倍z,整体大小应为z

类内存对齐