结构体大小

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主要借鉴博客地址:http://www.cnblogs.com/longlybits/articles/2385343.html
一.字节对齐及为什么要对齐:
1.结构体对象的起始地址能够被Max(Li)所整除;

2.结构体中每个成员相对于起始地址的偏移量,即对齐值应是min(n,Li)的倍数.若不满足对齐值的要求,编译器会在成员之间填充若干个字节;

3.结构体的总长度值应是min(n,Max)(Li)的倍数,若不满足总长度值的要求,编译器在为最后一个成员分配空间后,会在其后填充若干个字节.
4若使用了#pragma pack(n)命令强制对齐标准,则取n和结构体中最长数据类型占的字节数两者之中的小者作为对齐标准。

现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特 定的内存地址访问,这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。 对齐的作用和原因:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问 一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对 数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方,那 么一个读周期就可以读出这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数 据。显然在读取效率上下降很多。
二.结构体的大小
1.test1 空结构体
typedef struct node
{
}S;

则sizeof(S)=1;或sizeof(S)=0;
在C++中占1字节,而在C中占0字节。
为什么c++中为1呢,是因为C++标准中规定,“no object shall have the same address in memory as any other variable” ,就是任何不同的对象不能拥有相同的内存地址。 如果空类大小为0,若我们声明一个这个类的对象数组,那么数组中的每个对象都拥有了相同的地址,这显然是违背标准的。

2.test2 typedef struct node1
{
int a;
char b;
short c;
}S1;

则sizeof(S1)=8。这是因为结构体node1中最长的数据类型是int,占4个字节,因此以4字节对齐,则该结构体在内存中存放方式为
|--------int--------| 4字节
|char|----|--short-| 4字节
总共占8字节

3.test3 含有静态数据成员
typedef struct node3
{
int a;
short b;
static int c;
}S3;
则sizeof(S3)=8.这里结构体中包含静态数据成员,而静态数据成员的存放位置与结构体实例的存储地址无关(注意只有在C++中结构体中才能含有静态数据成员,而C中结构体中是不允许含有静态数据成员,在C中会报错)。其在内存中存储方式如下:
|--------int--------| 4字节
|--short-|----|----| 4字节
而变量c是单独存放在静态数据区的,因此用siezof计算其大小时没有将c所占的空间计算进来。
4.test4 typedef struct node4
{
bool a;
S1 s1;
double b;
int c;
}S5;
则sizeof(S4)=32。是因为s1占8字节,而S1中最长数据类型为int,占4字节,而double占8字节,因此以8字节对齐,则存放方式为:
|bool|--|----|---------| 8字节
|---------s1---------| 8字节
|--------double------| 8字节
|----int----|---------| 8字节

5.test5 typedef struct sT
{
int a;
short b;
char c;
}S

typedef struct node5
{
S s;
bool a;
double b;
int c;
}S5;
则sizeof(S5)=32。是因为s占8字节,而S中最长数据类型为int,占4字节,而double占8字节,因此以8字节对齐,虽然s加上a刚好是8字节,但是对齐的时候是先s1计算出为8,再加上a的8...内存中的存放方式为:
|---------s1---------| 8字节
|bool|--|----|---------| 8字节
|--------double------| 8字节
|----int----|---------| 8字节

6.test6 typedef struct sT
{
int a;
short b;
char c;
short d;
char e;
}S

typedef struct node6
{
S s;
bool a;
double b;
int c;
}S6;

则sizeof(S6)=32。是因为s占12字节,而S中最长数据类型为int,占4字节,而double占8字节,因此S6以8字节对齐,但是内部在计算s的时候,因为S最长为int,占4字节,所以计算s的时候是按4字节对齐的,为12,因为S6以8字节对齐,s加上a是占了16内存中的存放方式为:

|---------s1---------|--------| 12字节
|bool|--|----| 4字节
|--------double------| 8字节
|----int----|---------| 8字节

7.test7
若在程序中使用了#pragma pack(n)命令强制以n字节对齐时,默认情况下n为8.则比较n和结构体中最长数据类型所占的字节大小,取两者中小的一个作为对齐标准。若需取消强制对齐方式,则可用命令#pragma pack()如果在程序开头使用命令#pragma pack(4),对于下面的结构体
typedef struct node5
{
bool a;
S1 s1;
double b;
int c;
}S5;

则sizeof(S5)=24.因为强制以4字节对齐,而S5中最长数据类型为double,占8字节,因此以4字节对齐。在内存中存放方式为:
|-----------a--------| 4字节
|--------s1----------| 4字节
|--------s1----------| 4字节
|--------b-----------| 4字节
|--------b-----------| 4字节
|---------c----------| 4字节

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