結構體 聯合體和位斷的記憶體對齊問題

2021-07-26 17:49:34 字數 2586 閱讀 1818

記憶體對齊的原因:

1.平台原因

不是所有硬體平台都可以訪問任意位址上的任意資料;

某些硬體平台只能在某些位址處取某些特定型別的資料,否則丟擲硬體異常。

2.效能原因

資料結構(尤其是棧)應該盡可能的在自然邊界上對齊。

原因在於在訪問未對齊的記憶體時,處理器需要進行兩次記憶體訪問;而對齊的記憶體訪問僅需要一次。

結構體(struct)記憶體對齊規則:

1.第乙個成員在與結構體變數偏移量為0的位址處。

2.其它成員變數要對齊到某個數字(對齊數)的整數倍的位址處。

//對齊數

=編譯器預設的乙個對齊數與該成員大小的乙個較小值

vs中預設的對齊數是

8linux中預設的對齊數是

43結構體總大小:最大對齊數每個成員變數的除了第乙個成員都有乙個對對齊數)的整數倍。(每個成員變數在對    齊之後,把成員大小加起來,再擴大到最大對齊數的整數倍)

4.如果巢狀了結構體的情況,巢狀的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處,結構體的整體大小就是所有對齊數  (含巢狀結構體的對齊數)的整數倍。

聯合體(union)的記憶體對齊規則

1.聯合體也是乙個結構,聯和體是共享記憶體的。

2.所以的聯合體的內部成員起始位址都是一樣的,都是聯合體的首位址。

3.它的對齊方式要適應所有成員。

4.該空間必須足夠容納最寬成員。

5.聯合體的對齊數為最大成員的對齊數。

位斷(struct)的記憶體對齊規則:

1.如果相鄰位域字段的型別相同,且其位寬之和小於sizeof(

type

)的大小,則後面的字段緊鄰前乙個位元組儲存,直到  容納不下為止;基本成員是連續儲存的,若這個單元空間放不下下乙個成員,則新開闢乙個單元空間,這樣可以節  省記憶體空間。

2.如果相鄰位域字段的型別相同,但其位寬之和大於sizeof(

type

)的大小,則後面的字段將從新的單元開始,偏移量  為其型別大小的整數倍。

3.如果相鄰位域字段的型別不相同,則各編譯器的實現有差異,vc6採取不壓縮方式,

dev-c++

採取壓縮。

4.如果位域字段之間穿插著非位域字段,則不進行壓縮。

5.結構體的總大小為最大對齊數的整數倍。因為位斷成員必須宣告為int、

signed int

或unsigned int

型別,因此結構體的  大小都是

4的整數倍。

下面我們看乙個**,通過以上規則計算其大小結構體,位斷,聯合體的大小:

在計算之前,我們首先需要明確的是各個資料成員的對齊模數,對齊模數和資料成員本身的長度以及pragma pack()編譯引數有關,#pragma  pack(

n) 可以設定對對齊數,編譯器支援往比預設對齊數小的數調。對齊數

=編譯器預設的乙個對齊數與該成員大小的乙個較小值

。如果程式沒有明確指出,就需要知道編譯器預設的對齊模數值。

下表是windows xp/dev-c++linux/gcc中基本資料型別的長度和預設對齊模數。

char

short

intlong

float

double

long long

long double

win-32 長度

1 24 4

4 88 8

模數 1

2 44 4

8 88

linux-32 長度

1 24 4

4 88 12

模數 1

2 44 4

4 44

linux-64 長度

1 24 8

4 88 16

模數 1

2 48 4

8 816

#include#include#pragma pack(4)    //預設對齊數為4

struct a; //結構體總大小:16 對齊數:4

union un; //聯合體總大小:16 對齊數為:4(最大成員的對齊數)

struct b; //位斷的總大小:16 對齊數:4

struct obj; //總大小:28 對齊數:4

char d6; //1+3

}; //結構體obj的總大小:80(使1+3對齊到80,即4的整數倍) 最大對齊數:4

結構體,聯合體(共用體),列舉型別,位段,記憶體對齊

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