【C语言】结构体内存对齐

结构体内存对齐是很重要的一个考点，但不难掌握，接下来就来了解一下结构体内存对齐

对齐规则：

首先来看一下对齐规则

1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的偏移量处。
   对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
   VS中默认的值为8
3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

偏移量：

看完可能会有疑惑，什么是偏移量？

表示指定成员与其结构开头之间的字节数。

offsetof是求偏移量的大小

例如：

例题：

求结构体大小

struct S1
{
   char c1;//y有效对齐数为1
   char c2;//有效对齐数w为1
   int i;//有效对齐数为4
};
1
2
3
4
5
6

总大小为8字节

2.

struct S2
{
char c1;//有效对齐数为1
struct S1 s2;//有效对齐数为4（对齐到自己的最大对齐数的整数倍处）
double d;//有效对齐数为8
};
1
2
3
4
5
6

c1放在偏移量0处，占1个字节
s2放在偏移量4处，占8字节
d放在偏移量16处，占8字节

总大小为24字节

为什么存在内存对齐?

1. 平台原因(移植原因)：
   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。
2. 性能原因：
   数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。
   原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访
   问。

总体来说：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：

让占用空间小的成员尽量集中在一起。

//例如：
struct S1
{
   char c1;
   int i;
   char c2;
};//12 Byte

struct S2
{
   char c1;
   char c2;
   int i;
};//8 Byte
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

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