结构体内存对齐的概念

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大家好,我是芒果,一名非科班的在校大学生。对C/C++、数据结构、Linux及MySql、算法等领域感兴趣,喜欢将所学知识写成博客记录下来。 希望该文章对你有所帮助!如果有错误请大佬们指正!共同学习交流

作者简介:

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

  • 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 成员变量大小的较小值)

    VS中:默认对齐数为8 Linux中:没有默认对齐数

  • 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,取所以成员变量中对齐数最大的)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(每个成员变量都有一个对齐数,取所以成员变量中对齐数最大的)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


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: 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

如:

struct S
{
    char c;
    int a;
}

image-20220310222355027


总体来说:

结构体的内存对齐是拿空间换取时间的做法


创建类型不占空间,但是类型创建变量才占空间

偏移量:相对于内存起始位置


图解的 0,1....是相对与存放位置的偏移量

struct S
{
    char c1;
    int a;
    char c2;
};
int main()
{
    struct S s1 ;
    printf("%d\n",sizeof(struct S));	//12
    //struct S是结构体类型
    printf("%d\n",sizeof(s1));	//12
    return 0;
}

image-20220310222410200


struct S
{
    char c1;
    char c2;
    int a;
};
int main()
{
    struct S s1 ;
    printf("%d\n",sizeof(struct S));	//8
    //struct S是结构体类型
    printf("%d\n",sizeof(s1));	//8
    return 0;
}

image-20220310222426789

a要从偏移量为4的倍数的位置开始向后存放


struct S3
{
    double d;
    char c;
    int i;
};
int main()
{
    printf("%d\n",sizeof(struct S3));//16
    return 0;
}

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i要从偏移量为4的倍数的位置开始向后存放