字节对齐之struct大小计算方式


内存对齐主要可以提高cpu的寻址访问速度,以及方便在各平台之间移植等作用。

下面介绍一下字节对齐后struct和union大小计算方式。举例:

struct S1{
    short j; //2 bytes [0--1]
    double k; //8 bytes [8--15]
    char a[4]; //4 bytes [16--19]
    char c; //1 byte [20]
    int d; //4 bytes [24--27]
    //为了和double对齐,会自动补齐到bouble的n倍.
};
struct S2{
    char i;// 1 byte [0]
    short o; //2 bytes [2--3]
    int k; //4 bytes [4--7]
    double b; //8 bytes [8--15]
};

union U1{
    char a[5]; //5 bytes
    int b[5]; //20 bytes
    double f; //8 bytes
};

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int size1 = sizeof(S1);
    int size2 = sizeof(S2);
    int size3 = sizeof(U1);
    return 0;
}

计算结果如下

size1 = 32
size2 = 16
size3 = 24

为什么呢,不是应该是19, 15, 20吗? 不是的,原因是这样的。

对于结构体的计算要注意以下几点:

  1. 计算偏移量从0开始计算;
  2. 当前元素的偏移从元素自身大小的整数倍开始计算。比如S1中K本身大小为8字节,那就必须从8字节的整数倍开始偏移。比如S2中的K是4字节大小,那么它就应该从4的整数倍开始偏移;
  3. 最后结果一定是结构体中最大数据类型的整数倍;

对于Union的计算需要注意这几点:

  1. 计算各成员占用字节数的大小,占用最大字节数的成员记为x;
  2. 找出最大数据类型的成员所占字节数大小,记为y;
  3. 最后结果为n*y >= x.
    n*y就是最后的结果,n为最小值。可以理解为,union的大小既能存放占用字节最大的数据成员,也能至少存放n个union中最大数据类型的成员。

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