c语言结构体对齐规则
C语言中的结构体是一种将多个数据项组合成一个整体的数据类型。在定义结构体时,需要考虑如何进行内存对齐,以保证数据访问的正确性和效率。本文将介绍C语言结构体的对齐规则。
结构体内存对齐规则主要涉及两个概念:对齐边界和填充字节。对齐边界指的是数据在内存中的对齐位置,它必须是该数据类型大小的整数倍。填充字节是指在数据与对齐边界之间补充的字节,以满足对齐要求。
C语言结构体对齐规则如下:
1. 结构体内的第一个数据成员放在地址最低的位置,后面的数据成员按照声明顺序依次放置。
2. 结构体的总大小必须是其包含的所有数据成员大小的整数倍,如果不是,则在最后一个数据成员后面填充字节。
3. 结构体的对齐边界为其中最大的数据成员大小。即结构体的起始地址必须是最大数据成员大小的整数倍。
4. 当结构体中包含的数据成员不同类型时,按照其大小从大到小进行排列。
5. 如果结构体中包含的数据成员中有某个成员的大小超过了当前的对齐边界,则需要进行填充字节,以保证下一个数据成员的对齐要求。
下面通过几个例子来说明内存对齐规则的应用:
例一:
struct student{
  char name[10];
  int age;
  float score;
};
使用sizeof计算结构体大小得到:24 (可以想象,不加对齐的话只有12个字节)
对齐后:
struct student{
  char name[10];  10
  char fill[2];    fill
  int age;        4
  float score;    4
};
例二:
struct person{
  char gender;
  short height;
  int id;
};
使用sizeof计算结构体大小得到:8 (在32位架构上)
对齐后:
struct person{
  char gender;      1
  char fill[1];    fill
  short height;    2
  int id;          4
};
例三:
struct fraction{
  int numerator;
  int denominator;
  char symbol;
};
使用sizeof计算结构体大小得到:12 (在32位架构上)
对齐后:
struct fraction{
  int numerator;    4
  int denominator;  4
  char symbol;      1
  char fill;        fill
};
总结:
内存对齐是为了保证数据访问的效率和正确性,不能忽视。我们需要按照结构体对齐规则进行设计,注意数据成员间的大小顺序、对齐边界、填充字节等问题。同时,一些嵌套或继承关系的复杂结构体也需要按照相应规则进行对齐。在实际开发中,我们需要尽可能少使用填充字节、尽可能优化数据成员的顺序来减少对齐的空间开销和时间复杂度。
>结构体sizeof

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