结构体内存对齐进阶

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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

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结构体中嵌套结构体

struct S3
{
    double d;
    char c;
    int i;
};
struct S4
{
   char c1;
   struct S3 s3;//16字节
   double d;
};
int main()
{
    printf("%d\n",sizeof(struct S4));//32
    return 0;
}

s3和d要从偏移量为8的倍数位置开始向后存放

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如何又要满足对齐，又要节省空间?

如：
 struct s1
{
   char c1;
   int i;
   char c2;
};
struct s2
{
    char c1;
    char c2;
    int i;
};

s1和s2类型的成员一样，由上述可知，s1类型所占空间为：12，而s2类型所占空间为8

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所以如果既要满足内存对齐，又要节省空间，可以考虑

让占用空间小的结构体成员尽量集中在一起

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修改默认对齐数

//预处理指令，后面不跟分号
#pragma pack(x)//设置默认对齐数为x 
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
//二者配合使用

#include<stdio.h>
struct S1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
#pragma pack(1)	//设置默认对齐数为1,即挨着存放
struct S2
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack() //取消自己设置的默认对齐数，恢复为默认
int main()
{
    printf("%d\n",sizeof(struct S1));//12
    printf("%d\n",sizeof(struct S2));//6 ,S2设置的对齐数为1，挨着存放
    return 0;
}

结论：

结构体在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数

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offsetof-计算成员相对起始位置的偏移量

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例如：

#include<stddef.h>
struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
int main()
{
    printf("%u\n",offsetof(struct S1,c1));//0
    printf("%u\n",offsetof(struct S1,i));//4
    printf("%u\n",offsetof(struct S1,c2));//8
    return 0;
}

注意：offsetof是一个宏，第一个参数是结构体类型！！！，第二个参数是成员名

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结构体传参

struct S
{
    int data[100];
    int num;
};
//结构体传参：传值
void Print1(struct S s)
{
    printf("%d\n",s.num);
}
void Print2(struct S* ps)
{
    printf("%d\n",ps->num);
}
int main()
{
    struct S s = {{1,2,3,4},1000};
    Print1(s);
    Print2(&s);
    return 0;
}

更偏向于使用Print2函数

函数传参的时候，参数需要压栈，会议时间和空间上的系统开销。

如果传递一个结构体对象（传值），结构体过大时，参数压栈的系统开销比较大，会导致性能下降

而传地址(指针)，只占4/8字节

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如上面的Print1函数，int data[1000]，int num 在不考虑内存对齐情况下，都占用了4004个字节

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而如果使用Print2函数，只开辟4/8字节的空间

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结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址

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