作者 :卿笃军
今天上课,老师给我们演示了一下,计算结构体在内存中所占的字节大小。开始给了我们几个例子,然后要我们自己摸索出规律。
注:以下测试全是在win7_64bit Devcpp 5.5.3环境下测试的。(char 1字节,int 4字节, double 8字节)。
也许:你可能认为下面这个答案是 1+4 = 5 (×)
#include <stdio.h> struct node { char a; int b; }; int main() { struct node QING; printf("%d\n",sizeof(QING)); return 0; }
其实,这个题目的答案是: 8 (√)
这牵涉到一个 结构体字节对齐问题 ,具体结构体为什么要字节对齐,又是如何对齐的,可以参考下面的两篇文章(我网上搜的):
1.海阔凭鱼跃,天高任鸟飞的博客专栏,结构体在内存中所占空间大小的计算,http://blog.csdn.net/onlyanyz/article/details/8159240
2.Eliot的博客专栏,结构体字节对齐,http://blog.csdn.net/xyw_blog/article/details/20445953
在用sizeof运算符求算某结构体所占空间时,并不是简单地将结构体中所有元素各自占的空间相加,这里涉及到内存字节对齐的问题。从理论上讲,对于任何变量的访问都可以从任何地址开始访问,但是事实上不是如此,实际上访问特定类型的变量只能在特定的地址访问,这就需要各个变量在空间上按一定的规则排列,而不是简单地顺序排列,这就是内存对齐。
内存对齐的原因:
1)某些平台只能在特定的地址处访问特定类型的数据;
2)提高存取数据的速度。比如有的平台每次都是从偶地址处读取数据,对于一个int型的变量,若从偶地址单元处存放,则只需一个读取周期即可读取该变量;但是若从奇地址单元处存放,则需要2个读取周期读取该变量。
我们以例子来说明对齐方式吧:
例一、char , int 对齐;
#include <stdio.h> struct node { char a; int b; }; int main() { struct node QING; printf("%d\n",sizeof(QING)); return 0; }
输出结果: 8
解释:结构体中(注意变量定义的顺序),char 是1个字节,int 是4 个字节,结构体字节对齐:char 和 int对齐。所以将char补齐到4个字节。
所以最后结构体所占字节: 4 + 4 = 8;
例二、char *, int 对齐;
#include <stdio.h> struct node { char a[5]; int b; }; int main() { struct node QING; printf("%d\n",sizeof(QING)); return 0; }
输出结果: 12
解释:结构体中char a[4],已经和下面的int 对齐了,可是还剩下一个char a[1]这个也需要补齐到int (4)。
所以最后结果: 8 + 4 = 12
例三、char , int , double 对齐;
#include <stdio.h> struct node { char a; int b; double c; }; int main() { struct node QING; printf("%d\n",sizeof(QING)); return 0; }
输出结果: 16
解释:结构体中char , int 两个字节数(整体),与下面的double对齐。所以char ,int 整体字节数要凑够8 。
所以最后结果: 8 + 8 = 16
例四、char ,double, int对齐;
#include <stdio.h> struct node { char a; double c; int b; }; int main() { struct node QING; printf("%d\n",sizeof(QING)); return 0; }
输出结果: 24
解释:比较例三,我们发现只是结构体里面的定义顺序改变了,却造成了结果的不同。那么这是为什么呢?
其实是这样的,上面的char 要和double对齐,所以char 字节要补齐到double(8),然后double不可能和下面的int对齐吧?因为double本来就比int大,所以不可能对齐,那么就只有int和double对齐了哦,所以int也要补齐到double(8)。
所以最后结果: 8 + 8 + 8 = 24
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