C语言中如何计算结构体的字节大小

【C语言中如何计算结构体的字节大小】struct stu{char a;int b;double c;short d;};int main(){struct stu s;printf("%d.\n",sizeof(s));return 0;}
如果你以为这个结构体大小是(1+4+8+2)个字节,那么你就错了 。结构体内存对齐的规则如下:
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)的整数倍的地址处 。
注: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(对齐数)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,嵌套的结构体的对齐数为自己结构体内成员的最大对齐数的整数倍,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 。
通过编译之后验证了结果,如下图所示:
下面再验证一个嵌套结构体的例子
struct stu{char a;int b;double c;short d;}s;struct peo{int a1;char b1;struct stu s;double c1;}peo1;int main(){printf("%d.\n",sizeof(peo1));return 0;}
此时的结构体大小应该遵循内存对齐的第四点来计算,解析如下图:
此时所占空间为40个字节,而且 peo peo1中最大的对齐数为8,40是8的倍数,故该结构体的大小就是40个字节 。通过编译之后验证了结果,如下图所示:
在此时我存在一个疑问,就是在计算嵌套结构体的结构体大小时,嵌套在结构体中的结构体的对齐数到底是其本身大小和VS的默认值相比较,还是该结构体中的成员的最大对齐数的整数倍 。(这里也是为了验证一下第四点规则的真伪,嘿嘿~)用如下代码进行验证:
struct stu{char a1;int b;char a2;int a3;}s;struct peo{short b;struct stu s;}peo1;int main(void){printf("该结构体所占大小为:%d", sizeof(peo1));
画图比较:
最后通过编译之后,得到答案,确实是嵌套的结构体内的成员的最大对齐数的整数倍 。如下图:
内存对齐的原因(难道这样不浪费内存空间吗?)
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的任意数据;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则会抛出硬件异常 。
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,处理器需要做两次内存访问;而对齐的内存访问只需要访问一次 。(这也是最主要原因!)
总结:内存对齐是用空间换时间,访问速度更快 。
这是我的第一篇博客,可能叙述的会有些啰嗦,但这也是为了日后再回顾知识点时,我能依然理解的更清晰 。感谢您的浏览,若发现问题,大家可以共同讨论~