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【C++】C&C++结构体内存对齐

xuanxuan
2021-10-02 / 0 评论 / 0 点赞 / 4 阅读 / 1718 字 / 正在检测是否收录...
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本文最后更新于 2024-02-14,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

@TOC

结构体内存对齐

先来看这几个结构体,并计算它们的大小

struct  A // 8
{
    char a;
    int b;
};
struct B // 16
{
    char c;
    int d;
    double e;
};
struct C // 24
{
    char f;
    int g;
    double h;
    char i;
};

输出的结果并非是实际成员占用的字节数,这就是结构体内存对齐。

结构体内存对齐的原因

1.平台原因(移植原因)

不是所有硬件平台都能访问任意地址上的任意数据,某些硬件平台只能在某些特定地址处取某些特定的数据,否则就会抛出硬件异常。也就是说计算机在读取内存数据时,只能在规定的地址处读数据,而不是在内存中任意位置都会可以读取的。

2.效率原因

正是由于只能在特定的地址处读取数据,所以在访问一些数据时,对于访问未对齐的内存,处理器需要进行两次访问;而对于对齐的内存,只需要访问一次就可以,其实这是一种以空间换时间的做法,并且这种做法是值得的。

结构体内存对齐规则

  1. 第一个成员在结构体变量偏移为0的地址处,也就是第一个成员必须从头开始。

  2. 其他成员变量要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍地址处。对齐数为编译器默认的一个对齐数与该成员大小中的较小值。vs中默认值是8,Linux默认值为4,(可以通过#pragma pack (N)修改,使用#pragma pack(show)可以查看对齐值),但修改时N的取值只能设置成1,2,4,8,16。

    一句话,就是结构体成员的偏移量得是该成员类型大小的整数倍。

    当结构体有多个类型的成员变量时,后面的成员会引起偏移量的变化(这个变化指的是与你预想的按顺序排布(不对齐)不同),就是对齐。

  3. 结构体的总大小为最大对齐数的整数倍。(每个成员都有自己的对齐数)

  4. 如果嵌套结构体,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(包括嵌套结构体的对齐数)的整数倍。

图解

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-k9PApuRY-1633177790179)(结构体内存对齐.assets/image-20211002201929193.png)\]


offsetof(结构体名字,要求偏移量的结构体变量名-)
可以求出当前变量再结构体中的偏移量
(结构体的的第一个成员在偏移量为0的位置(用这个求该结构体的第一个成员得到的结果就是0))   
0

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