typedef struct
{
int e_int;
char e_char1;
char e_char2;
}S2;
typedef struct
{
char e_char1;
int e_int;
char e_char2;
}S3;
S2 s2;
S3 s3;
你觉得这俩结构体所占内存是一样大吗?其实不是!
好像也没什么啊,一不一样大对于C语言程序员有什么所谓!
也许你还还感觉不到,上段代码:
S2 s2[1024] = {0};
S3 s3[1024] = {0};
对于32位系统,s2的大小为8K,而s3的大小为12K,一放大,就有很明显的区别了。
再举个例子:
unsigned char bytes[10]={0};
int* p = (int*)&bytes[3];
*p = 0x345678;
你以为,通过总线的方式可以随便访问一个地址吗
但是,为了提高访问速度,其设计是这样的:
不要瞎猜,直接上代码。每个平台都不一样,请读者自行测试,以下我是基于Windows上MinGW的GCC测的。
void base_type_size(void)
{
BASE_TYPE_SIZE(void);
BASE_TYPE_SIZE(char);
BASE_TYPE_SIZE(short);
BASE_TYPE_SIZE(int);
BASE_TYPE_SIZE(long);
BASE_TYPE_SIZE(long long);
BASE_TYPE_SIZE(float);
BASE_TYPE_SIZE(double);
BASE_TYPE_SIZE(long double);
BASE_TYPE_SIZE(void*);
BASE_TYPE_SIZE(char*);
BASE_TYPE_SIZE(int*);
typedef struct
{
}StructNull;
BASE_TYPE_SIZE(StructNull);
BASE_TYPE_SIZE(StructNull*);
}
结果是:
void : 1 Byte
char : 1 Byte
short : 2 Bytes
int : 4 Bytes
long : 4 Bytes
long long : 8 Bytes
float : 4 Bytes
double : 8 Bytes
long double : 12 Bytes
void* : 4 Bytes
char* : 4 Bytes
int* : 4 Bytes
StructNull : 0 Byte
StructNull* : 4 Bytes
这些内容不用记住,不同平台是不一样的,使用之前,一定要亲自测试验证下。
这里先解释下“模数”的概念:
每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。
平台 | 长度/模数 | char | short | int | long | float | double | long long | long double |
Win-32 | 长度 | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 8 | 8 | 8 |
模数 | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 8 | 8 | 8 | |
Linux-32 | 长度 | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 8 | 8 | 12 |
模数 | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
Linux-64 | 长度 | 1 | 2 | 4 | 8 | 4 | 8 | 8 | 16 |
模数 | 1 | 2 | 4 | 8 | 4 | 8 | 8 | 16 |
本文的的例子我用的是MinGW32的GCC来测试,你猜符合上表的哪一项?
别急,再看一个例子:
typedef struct
{
int e_int;
double e_double;
}S11;
S11 s11;
STRUCT_E_ADDR_OFFSET(s11, e_int);
STRUCT_E_ADDR_OFFSET(s11, e_double);
结果是:
s11 size = 16 s11.e_int addr: 0028FF18, offset: 0
s11 size = 16 s11.e_double addr: 0028FF20, offset: 8
很明显,上表没有一项完全对应得上的。简单汇总以下我测试的结果:
长度/模数 | char | short | int | long | float | double | long long | long double |
长度 | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 8 | 8 | 12 |
模数 | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 8 | 8 | 8 |
所以,再强调一下:因为环境的差异,在你参考使用之前,请自行测试一下。
例如
typedef struct
{
char e_char;
long double e_ld;
}S14;
typedef struct
{
int e_int;
char e_char1;
char e_char2;
}S2;
typedef struct
{
char e_char1;
int e_int;
char e_char2;
}S3;
S2 s2;
S3 s3;
32位系统中,它们内存是这么对齐的:
简单解释下:
S2中的元素e_int是按4字节对齐的,其地址位4整数倍,而e_char1和e_char2就按1字节对齐,紧跟其后面就可以了;
而S3中的元素e_char1是按1字节对齐的,放在最前面,而e_int是按4字节对齐的,其地址位4整数倍,所以,只能找到个+4的位置,紧接着e_char2就按1字节对齐,跟其后面就可以了。
那么sizeof(s2)和sizeof(s3)各是多少怎么算?
也很简单,例如这个32位系统,为了提高执行效率,编译器会让数据访问以4字节为单位的,所以S2里有2个字节留空,即sizeof(s2)=8,而sizeof(s3)=12。
是不是很简单呢!
接着,来个复杂一点的:
typedef struct
{
char e_char1;
short e_short;
char e_char2;
int e_int;
char e_char3;
}S4;
S4 s4;
其内存分布如下:
typedef struct
{
int e_int1;
union
{
char ue_chars[9];
int ue_int;
}u;
double e_double;
int e_int2;
}SU2;
SU2 su2;
typedef struct
{
int e_int;
char e_char;
}S1;
typedef struct
{
S1 e_s;
char e_char;
}SS1;
typedef struct
{
short e_short;
char e_char;
}S6;
typedef struct
{
S6 e_s;
char e_char;
}SS2;
得出结果:
得出结论:结构体内的结构体,结构体内的元素并不会和结构体外的元素合并占一个对齐单元。
首先,不推荐记忆这些条条框框的文字,以下内容仅供参考:
里面涉及到很多测试源码,如果想要获取的话,可以关注公众号,回复"struct"即可获得下载链接。