用Keil验证8位和32位单片机变量占用空间大小

原创 strongerHuang 2021-10-20 22:08

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作者 | strongerHuang

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首先问大家两个问题：

8位单片机定义一个 int 型变量，占几个字节？
32位单片机定义一个 char 型变量，占几个字节？

我敢说很多人都不知道，或者存在疑惑。具体占多少字节，其实通过手动验证一下就知道了。

今天结合Keil C51（AT89C51），以及Keil MDK（STM32）为大家验证一下 char、short、int、float、double 到底占几字节空间。

Keil C51、8位单片机

这一节基于Keil C51工具，8位单片机（AT89C51）进行测试。

//char a;
void main(void){  while(1)  {  }}

这是一个很简单的Demo，只针对变量占用空间大小进行测试，主要是对比 data 的大小，初始值为9。(其中系统【启动文件】占用了9字节RAM空间）

1.char占1字节

定义变量：

char a;

编译结果：

Program Size: data=10.0 xdata=0 code=17

2.short占2字节

定义变量：

short a;

编译结果：

Program Size: data=11.0 xdata=0 code=17

3.int占2字节

定义变量：

int a;

编译结果：

Program Size: data=11.0 xdata=0 code=17

4.float占4字节

定义变量：

float a

编译结果：

Program Size: data=13.0 xdata=0 code=17

5.double占4字节

定义变量：

double

编译结果：

Program Size: data=13.0 xdata=0 code=17

Keil MDK、32位单片机

这一节基于Keil MDK工具，32位单片机（STM32）进行测试。

//char a;

int main(void){  while(1)  {//    a++;  }}

这也是一个很简单的Demo，主要是对比 RW-data 的大小，初始值为0。（其中 ZI-data=1024 为系统分配的栈空间大小）

1.char占1字节

定义变量：

char a;

编译结果：

Program Size: Code=512 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

啥？占了4个字节？

答案：只占了一个字节，因为32位机是4字节为一个“单元”，一个 char 只占用了其中1字节（类似结构体占用空间大小，这里还牵涉到大小端对齐模式）。

再举一个例子：定义4个 char 型变量，还是占用4字节空间（short原理一样）。

再次提示：

注意4字节为一个“单元”，超过这个单元就分配到“下一个单元”，比如：

char a;int b;char c;

这里就会占用12（3 * 4）字节空间（a、b、c各自占4字节）。

2.short占2字节

定义变量：

short a;

编译结果：

Program Size: Code=512 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

这里和 char 类似，如果定义两个 short 也是占用4个字节。

3.int占4字节

定义变量：

int a;

编译结果：

Program Size: Code=512 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

32位机，int占用4字节没什么说的。

4.float占4字节

定义变量：

float a;

编译结果：

Program Size: Code=520 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

5.double占8字节

定义变量：

double a;

编译结果：

Program Size: Code=1156 RO-data=436 RW-data=8 ZI-data=1024

总结

上面验证情况

在Keil C51、 8位单片机（AT89C51）中：

char：占1字节
short、int：占2字节
float、double：占4字节

在Keil MDK、 32位单片机（STM32）中：

char：占1字节
short：占2字节
int、float：占4字节
double：占8字节

通过对比上面几个变量，以及编译结果，得出一些结论。

1.变量占多少字节，与处理器（以及编译器）有关；

2.浮点数运算更占代码空间，且double比float更占空间。

上面基于32位机中进行了 a++； 运算，明显float、double打码量（code）更大。

3.变量数据对齐规则和结构体一样。

经典的面试题：计算下面结构体占用多少字节?

struct Str{  char a;  short b;  int c;  char d;};

这里面还有很多细节内容，可能很多人都没有深入研究过，感兴趣的朋友可以自己实验研究一下。

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strongerHuang 作者黄工，高级嵌入式软件工程师，分享嵌入式软硬件、物联网、单片机、开发工具、电子等内容。

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