C/C++ 解决sizeof求结构体大小(结构体内存对齐)
C/C++中不同数据类型所占用的内存大小
32位 64位
char 1 1
int 4 大多数4,少数8
short 2 2
long 4 8
float 4 4
double 8 8
指针 4 8
(单位都为字节)
结构体(struct):比较复杂,对齐问题。
联合(union):所有成员中最长的。
枚举(enum):根据数据类型。
sizeof计算单层结构体大小
运算符sizeof可以计算出给定类型的大小,对于32位系统来说,sizeof(char) = 1; sizeof(int) = 4。基本数据类型的大小很好计算,我们来看一下如何计算构造数据类型的大小。
C语言中的构造数据类型有三种:数组、结构体和共用体。
数组是相同类型的元素的集合,只要会计算单个元素的大小,整个数组所占空间等于基础元素大小乘上元素的个数。
结构体中的成员可以是不同的数据类型,成员按照定义时的顺序依次存储在连续的内存空间。和数组不一样的是,结构体的大小不是所有成员大小简单的相加,需要考虑到系统在存储结构体变量时的地址对齐问题。看下面这样的一个结构体:
struct stu1
{ int i; char c; int j;
};
用sizeof求该结构体的大小,发现值为12。int占4个字节,char占1个字节,结果应该是9个字节才对啊,为什么呢?
先介绍一个相关的概念——偏移量。偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址的差。结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上最后一个成员的大小。显然,结构体变量中第一个成员的地址就是结构体变量的首地址。因此,第一个成员i的偏移量为0。第二个成员c的偏移量是第一个成员的偏移量加上第一个成员的大小(0+4),其值为4;第三个成员j的偏移量是第二个成员的偏移量加上第二个成员的大小(4+1),其值为5。
然而,在实际中,存储变量时地址要求对齐,编译器在编译程序时会遵循两条原则:
(1)结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍(0被认为是任何数的整数倍)
(2)结构体大小必须是所有成员大小的整数倍,也即所有成员大小的公倍数。
上面的例子中前两个成员的偏移量都满足要求,但第三个成员的偏移量为5,并不是自身(int)大小的整数倍。编译器在处理时会在第二个成员后面补上3个空字节,使得第三个成员的偏移量变成8。结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小,上面的例子中计算出来的大小为12,满足要求。
再来看另外一个例子:
struct stu2
{ int k; short t;
};
成员k的偏移量为0;成员t的偏移量为4,都不需要调整。但计算出来的大小为6,显然不是成员k大小的整数倍。因此,编译器会在成员t后面补上2个字节,使得结构体的大小变成8从而满足第二个要求。
由此可见,结构体类型需要考虑到字节对齐的情况,不同的顺序会影响结构体的大小。
对比下面两种定义顺序:
struct stu3
{ char c1; int i; char c2;
}
struct stu4
{ char c1; char c2; int i; }
虽然结构体stu3和stu4中成员都一样,但sizeof(struct stu3)的值为12而sizeof(struct stu4)的值为8。
sizeof计算嵌套的结构体大小
对于嵌套的结构体,需要将其展开。对结构体求sizeof时,上述两种原则变为:
(1)展开后的结构体的第一个成员的偏移量应当是被展开的结构体中最大的成员的整数倍。
(2)结构体大小必须是所有成员大小的整数倍,这里所有成员计算的是展开后的成员,而不是将嵌套的结构体当做一个整体。
看下面的例子:
struct stu5
{ short i; struct { char c; int j; } ss; int k;
}
结构体stu5的成员ss.c的偏移量应该是4,而不是2。整个结构体大小应该是16。
下述代码测试原则2:
struct stu5
{ char i; struct { char c; int j; } ss; char a; char b; char d; char e; char f;
}
结构体ss单独计算占用空间为8,而stu5的sizeof则是20,不是8的整数倍,这说明在计算sizeof(stu5)时,将嵌套的结构体ss展开了,这样stu5中最大的成员为ss.j,占用4个字节,20为4的整数倍。如果将ss当做一个整体,结果应该是24了。
另一个特殊的例子是结构体中包含数组,其sizeof应当和处理嵌套结构体一样,将其展开,如下例子:
struct ss
{ float f; char p; int adf[3];
};
其值为20。float占4个字节,到char p时偏移量为4,p占一个字节,到int adf[3]时偏移量为5,扩展为int的整数倍,而非int adf[3]的整数倍,这样偏移量变为8,而不是12。结果是8+12=20,是最大成员float或int的大小的整数倍。
如何给结构体变量分配空间由编译器决定,以上情况针对的是Linux下的GCC。在Windows下的VC平台也是这样,至于其他平台,可能会有不同的处理。
推荐文章:5分钟搞定内存字节对齐
C/C++ 解决sizeof求结构体大小(结构体内存对齐)相关推荐
- (C语言)计算结构体大小——结构体内存对齐
本篇文章计划用简单的方式向大家介绍如何计算结构体大小这一问题 首先我们必须明确一件事,想要计算结构体大小,就不得不了解结构体内存对齐的规则 一.结构体的对齐规则 1.第一个成员在在与结构体变量为0的地 ...
- C和指针之结构体大小和成员变量位置距离结构开始存储的位置偏移字节
1.问题 1).结构体大小 结构体成员的内存分配满足下面三个条件 2 结构体第一个成员的地址和结构体的首地址相同 3 结构体每个成员地址相对于结构体首地址的偏移量是该成员大小的整数倍,如果不是 ...
- 结构体大小如何计算?
以下内容摘自此处: 作者:太平小小草 链接:https://www.jianshu.com/p/e772fff47465 来源:简书 结构体大小计算有三个原则: 一,结构体变量的首地址,必须是结构体 ...
- C/C++ sizeof函数解析——解决sizeof求结构体大小的问题
C/C++ sizeof函数解析--解决sizeof求结构体大小的问题 参考文章: (1)C/C++ sizeof函数解析--解决sizeof求结构体大小的问题 (2)https://www.cnbl ...
- C语言sizeof结构体大小计算
一.一般类型 约定为32位系统,即char 1字节.short 2字节.int 4字节,指针是地址4个字节 定义:偏移量 偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址的差.结构体大小等于最后一个 ...
- C语言结构体大小及对齐问题 · 续
写在前面: 本文章旨在总结备份.方便以后查询,由于是个人总结,如有不对,欢迎指正:另外,内容大部分来自网络.书籍.和各类手册,如若侵权请告知,马上删帖致歉. 在之前的 C语言结构体大小及对齐问题 文章 ...
- 【转】彻底搞清计算结构体大小和数据对齐原则
数据对齐: 许多计算机系统对基本数据类型合法地址做出了一些限制,要求某种类型对象的地址必须是 某个值K(通常是2,4或8)的倍数.这种对齐限制简化了形成处理器和存储器系统之间的接口的硬件 设计.例如, ...
- 【C语言进阶深度学习记录】二十 结构体大小计算与结构体内存布局的详细方法
结构体大小的计算往往是面试笔试常考的知识.对于简单的结构体,可以一眼看出来,对于复杂的结构体,该如何计算结构体占用内存的大小呢? 本文学习所使用的编译器是gcc 4.4.5 使用其他编译器或者使用Wi ...
- Windows下struct和union字节对齐设置以及大小的确定(一 简介和结构体大小的确定)...
在windows下设置字节对齐大小的方式,目前我了解有三种: 1. 在编译程序时候的编译选项 /Zp[n],如 cl /Zp4 表示对齐大小是4字节: 2. 预处理命令 #pragma pack ...
- C语言结构体详解(结构体定义,使用,结构体大小等)
c语言结构体详解 1.c语言结构体 1.1 结构体基础知识 1.2 结构体声明 1.3 结构体特殊声明 1.4 结构体的自引用 1.5 结构体的大小的计算 1.5.1了解结构体大小计算规则 1.5.2 ...
最新文章
- 为什么2100万个BTC发行总量少了0.0231?
- EMNLP2020:UC伯克利摘最佳论文、Hugging Face获最佳demo
- 使用css3的动画模拟太阳系行星公转
- mongodb query
- LeetCode 295. 数据流的中位数 Hard难度
- 使用DOM4J解析XML时非法字符Exception
- 让 AI “潜入”物流中心,你的快递很快就到!
- pytorch之学习率变化策略之LambdaLR
- [emuch.net]MatrixComputations(7-12)
- 基于二进制粒子群算法的配电网故障诊断- 附代码
- Atitit.java jar hell解决方案-----Djava.ext.dirs in ide envi..
- es对几十亿数据能达到秒级响应吗_十亿级数据,秒级响应 | 观远数据「极速分析引擎」这样实现...
- IBM ServerGuide 9.63
- 【信号与系统】Multisim 仿真信号合成与分解
- PHP按符号截取字符串的指定部分
- Blend混合模式 与 20余种颜色混合模式代码实现
- Userland中debian系统打开chromium
- 软考(14)-接入网技术-sonet/sdh
- twitter开源_30位开源社区经理将在Twitter上关注
- 为什么需要api产品经理
热门文章
- mysql 5.7 存储引擎_mysql5.7——innodb存储引擎总结-阿里云开发者社区
- bigdecimal取小数部分_无限小数的本质
- 向下兼容性格什么意思_向下兼容是什么意思
- mysql二进制还原表_MySQL 二进制文件恢复数据基础版本
- C语言底层原理(一):预处理、编译、汇编、链接
- Highways POJ-1751 最小生成树 Prim算法
- IIS6上Ssl开发环境的搭建
- 统计字符串中汉字的个数,字符串中字符自然排序
- 13.solr学习速成之IK分词器
- C#实现简单的邮件发送功能