C语言笔记——结构体2

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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