C进阶:结构体的内存对齐

目录

本篇文章注意讲解结构体的内存对齐。

🕊️🐲一.为什么存在内存对齐

🤖👻二.内存对齐规则

🐬🐱三.实例

🐇例1.

🦄 例2.

🐯例3.

😼例4.


一.为什么存在内存对齐

大部分的参考资料都是如是说的:
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。
总体来说:
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

二.内存对齐规则

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中默认的值为8 )
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)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。

 

什么意思呢?

下面我们通过例子来说明;

三.实例

例1.

struct S1
{
   char c1;
   int i;
   char c2;
};

请看详细图解:

vs2022打印结果:

 

 例2.

struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};

这题结构体内的成员类型和例1中的一样,但顺序却不一样;

不过不用担心,他们内存对齐的规则还是一样的;

vs2022 打印结果:


 

通过上面两个例子,我们发现,即使结构体的成员类型相同,结构体的内存大小最后可能还是不同,我们最好把小类型的写在一起,这样可以节省空间; 

例3.

struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};

我们依然来看详细图解:

  vs2022 打印结果:


例4.

struct S4
{
   char c1;
   struct S3 s3;
   int d;
};

图解:

  vs2022打印结果:


 

😼🐱本篇文章到这儿就结束了,如有错误或是建议,欢迎小伙伴们提出;🐲🕊️

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🤩😁谢谢你的阅读;🙂😆

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