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结构体内存对齐★
结构体的对齐的规则:
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
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中默认值为8
3.结构体的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
小题目:
求printf输出值为多少
struct S1
{
char c1;
int a;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int a;
};
int main()
{
struct S1 s1 = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(s1));
struct S2 s2 = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(s2));
return 0;
}
答案:12、8
打叉为浪费的空间,计算时要记得对齐整数倍数!
因为结构体的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,9不是4的倍数 ,所以最后答案取12
小题目:
struct s3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct s4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
求s4的大小值:
1+7(浪费空间)+16(s3)+ 8 = 32(正好为8的倍数)
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
总结:
结构体的内存对齐时拿空间来换取时间的做法
所以在设计结构体的时候,我们既要满足对齐,又要节省空间,尽量做到让占用空间小的成员尽量的集中在一起
例:
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
修改默认对齐数
//设置默认对齐数位4
#pragma pack(4)
struct S
{
char c1;
double d;
};
#pragma pack()
//取消设置的默认对齐数
结构体传参
struct S
{
int a;
char c;
double d;
};
void Init(struct S* ps)
{
ps->a = 100;
ps->c = 'w';
ps->d = 3.14;
}
//传值
void Print1(struct S tmp)
{
printf("%d %c %lf\n", tmp.a, tmp.c, tmp.d);
}
//传址
void Print2(struct S* ps)
{
printf("%d %c %lf\n", ps->a, ps->c, ps->d);
}
int main()
{
struct S s={ 0 };
Init(&s);
Print1(s);
return 0;
}
可是print1和print2两个函数,哪个更好一些呢?
首选print2函数
函数传参时,参数是需要压栈,会有时间和空间上的系统开销
如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的系统开销比较大,所以会导致性能的下降。
故结构体传参的时候,谣传结构体的地址