我的C语言.结构体以及内存对齐

结构体内存对齐

---

为什么要有内存对齐

• 首先我们要明白CPU不是我们想象中，想怎么样读取内存就可以怎么样读取内存的。
  

  
  

• 对于CPU来说，有可能一次读取2个字节，4个字节或8个字节，而且都是相当于0地址处来读取的。
  

  
  

• 举一个易懂的例子，假设一个double的数据从0地址开始存储，那么他的存储位置为0 1 2 3 4 5 6 7 。
  

  
  

  如果CPU一次读取4个字节，那么从0地址处开始依次读4个字节，只需读取两步就可以。
  

  
  

  如果double的数据从1地址开始存储，那么他的存储位置为1 2 3 4 5 6 7 8，则CPU需要先读取0 1 2 3，4 5 6 7，8 9 10 11。
  

  
  

  读取三步才能读取到这个double的数据。
  

  
  

• 如果采用内存对齐，这个double的数据只会从0，4，8，12……这样的位置开始存储。
  

  
  

  CPU可以从0，4，8，12……这样的位置直接开始读，因为CPU相当于0地址处一次读取4的字节刚好吻合。
  

  
  

• 所以结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
  

  
  

  当然还有其他的原因，比如平台原因，性能原因。
  

  
  

---

内存对齐规则

1. 不管怎么声明结构体，第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处开始存放。
   

   
   

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。
   

   
   

3. 对齐数=编译器默认的一个对齐数与该成员空间大小的较小值。
   

   
   

4. 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。
   

   
   

5. 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。
   

   
   

最后，在设计结构体的时候，既要满足对齐，又要节省空间的方法是：让占用空间小的成员尽量集中在一起。

---

#pragma pack的使用与offsetof的模拟

---

1.

• #pragma pack(N)是用来修改编译器的默认对齐数。
  

  
  

• #pragma pack( )取消设置的默认对齐数，还原为默认。
  

  
  

 2.

• offsetof是用来计算结构体中某变量相对于首地址的偏移量。
  

  
  

• offsetof不是函数，而是一个#define定义的宏。
  

  
  

• offsetof(结构体名字，结构体成员名)返回的类型是size_t。