C语言中结构体的内存对齐规则讲解_C/C++

C语言中结构体的内存对齐规则讲解

2022-11-23 12:16利刃Cc C/C++

C 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，结构是 C 编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许你存储不同类型的数据项，本篇让我们来了解C 的结构体内存对齐

1.结构体的内存对齐规则

1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。

2.其他成员变量都放在对齐数（成员的大小和默认对齐数的较小值）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中默认的对齐数是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。

2.例子

1、例一

C语言中结构体的内存对齐规则讲解

2、例二

C语言中结构体的内存对齐规则讲解

3.为什么存在内存对齐

参考了大部分资料，大部分都这么说：

1.平台原因（移植问题）：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。

总的来说：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

既然这样，那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：让占用空间小的成员尽量集中在一起。如：

				?

									#include<stdio.h>

									struct S1

									{

									    char c1;

									    int i;

									    char c2;

									}

									struct S2//优化后

									{

									    char c1;

									    char c2;

									    int i;

									}

4.如何修改默认对齐数

我们见过了 #pragma这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数

				?

									#include<stdio.h>

									#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8

									struct S1

									{

									    char c1;

									    char c2;

									    int i;

									}

									#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认值

									#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1

									struct S2

									{

									    char c1;

									    char c2;

									    int i;

									}