结构体内存对齐

灰太狼 2024-03-29 14:53 59阅读 0赞

## 结构体内存对齐规则 ##

> 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。

**第一步：找出每个成员变量的大小将其与编译器的默认对齐数相比较，取其较小值为该成员变量的对齐数。**

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

![b74fa8e49b922b2a4364aee524ac6557.png][]

每个编译器的默认对其数都是不同的，我本人用的是VS默认对其数是8

**第二步**：**根据每个成员对应的对齐数画出它们在内存中的相对位置，确认最终大小。**

![531a7c0b85bd44f68b3d6ce6b7878a13.png][]

**结构体嵌套结构体计算字节数**

struct S3
    {
    double d;
    char c;
    int i;
    };
    struct S4
    {
    char c1;
    struct S3 s3;
    double d;
    };

我们仔细阅读一下第四条：

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。

我们根据内存图，来理解一下！

![3e38f0f5689e93ebeff3abbcc303ae65.png][]

## 内存对齐存在的意义 ##

> 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

总的来说就是：**空间换时间**

## 修改默认对其数 ##

#pragma pack()

我们拿第一个结构体来举例子：

#pragma pack(4)//将默认对其数修改为4
    struct S
    {
        double i;
        char a;
        char b;
    };
    #pragma pack()
    int main()
    {
        printf("%d", sizeof(struct S));
        return 0;
    }

![4dd8e8a7c84dbe7ffa80c48ef6284a16.png][]

由此可知该结构体就是12。

如果默认对其数是8的话

![0271bd2ea9e3dbf401a36533a7165a1a.png][]

所以说你们应该明白了吧，用这样的图来理解，比内存图更加直观。

[b74fa8e49b922b2a4364aee524ac6557.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/28/a0ac882f98c749e784cc4ec18a45800b.png
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[4dd8e8a7c84dbe7ffa80c48ef6284a16.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/28/0e5623cc963e474eb4c181429eba05f9.png
[0271bd2ea9e3dbf401a36533a7165a1a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/28/9789e0ffc43c40ee8416364d19de214b.png