结构体的简单介绍（3）——结构体的内存对齐

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结构体的内存对齐：

举例&提出疑问？

 内存对齐：

对齐规则：

偏移数：类似于数组的下标，指的是结构体每个成员的首个地址距离结构体起始位置的距离。

用结构体内存对齐的图例示范：——使用以上文代码进行举例

结构体嵌套的内存对齐 

内存对齐的原因： 

修改默认对齐数 

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结构体的内存对齐：

举例&提出疑问？

举例：

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
 
int main()
{
 
 printf("%d\n"，sizeof(struct S1));
 return 0;
 
}

以上代码是寻求一个结构体在内存中所占的字节大小。

按照平常的逻辑理论，这里的结构体大小理论上说，应该是六个字节，因为成员c1占一个字节，成员i占四个字节，成员c2占一个字节，所以加在一起一共是6个字节。

但答案真是如此吗？

结果算出的是12个字节。

而后，我又将结构体的成员顺序进行调换，结果还会是12个字节吗？

struct S1
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};
 
int main()
{
 
 printf("%d\n"，sizeof(struct S1));
 return 0;
 
}

 通过运算，我们得知，最后得到的是八个字节。

是不是很奇怪，明明成员内容都是一样的，只不过调换了顺序，最后结构体的字节大小却发生了改变，这是为什么？

其实这是和结构体的内存对齐有关！

 内存对齐：

概念：

结构体的对齐本质上就是求结构体的大小。 

对齐规则：

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到相对结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。

对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩（变量的字节大小）的较⼩值。

 VS中默认的值为8

Linux中没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的 整数倍。

4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构 体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};

偏移数：类似于数组的下标，指的是结构体每个成员的首个地址距离结构体起始位置的距离。

用结构体内存对齐的图例示范：——使用以上文代码进行举例

 

struct S1
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};

上述代码也是如此：

结构体嵌套的内存对齐 

在掌握普通结构体的所占内存和对齐后，那么关于结构体嵌套的对齐值和内存该如何计算呢？

struct S3
{
 double d;
 char c;
 int i;
};
 
struct S4
{
 char c1;
 struct S3 s3;
 double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));

先求第一个struct S3的所占内存：

 再求struct S4所占的内存：

 

 

内存对齐的原因： 

struct S
{
  char c;
  int i;
};

假设以上是一段内存，前面一段是不用内存对齐的模式，后面一段是使用内存对齐的模式。

二者看似毫无关系，且我们还觉得第二个模式还会浪费内存。

但是，内存对齐其实是一种那空间换取时间的操作。

为什么呢？这其实是和编译器的读取有关，vs编译器是32位机器，所以读取字节是一次读四个，而后要当你的结构体第一个成员是char第二个成员是int 时，且不进行对齐那么要读两次内存。

甚至不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定 类型的数据，否则抛出硬件异常。

修改默认对齐数 

#include 
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认