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1.结构体内存对齐

对偏移量的理解：​

2.结构体的大小计算

2.1结构体中只有普通的数据类型的大小计算

2.2 结构体中有嵌套的结构体的大小计算

3.修改默认对齐数

4.为什么存在内存对齐” />

这篇文章主要介绍结构体内存对齐和如何计算大小。

在学习结构体内存对齐之前，不知道大家有没有注意到，当我们有两个结构体，它们的成员变量类型和个数相同，只是顺序不同，当计算它们的大小时，它们的大小不相同，例如下面的代码：

#includestruct S1{char c1;int i;char c2;};struct S2{int i;char c1;char c2;};int main(){printf("%d\n", sizeof(struct S1));printf("%d\n", sizeof(struct S2));return 0;}

sizeof计算的大小不相同：

现在，我们就来学习如何计算结构体的大小。

1.结构体内存对齐

结构体内存对齐（Struct Memory Alignment）是指编译器在分配结构体变量的内存空间时，按照一定规则对结构体成员进行排列，以保证结构体的访问效率和内存对齐要求。

在计算结构体的大小之前，我们需要了解结构体的内存对齐规则：

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）的整数倍的地址处。 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，Linux中没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小

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。

对偏移量的理解：

利用 offsetof 可以结算结构体成员变量相较于结构体起始位置的偏移量

#include#includestruct S1{char c1;int i;char c2;};int main(){printf("%d\n", offsetof(struct S1, c1));printf("%d\n", offsetof(struct S1, i));printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2));return 0;}

根据每个成员变量的偏移量，我们可以结算结构体成员变量在内存中的存储位置：

根据上面的现象分析，我们发现结构体成员不是在内存中连续存放的。

如果想要知道为什么会有浪费掉的空间，我们还得根据结构体的对齐规则继续学习。

2.结构体的大小计算

下面讲解如何根据结构体内存对齐规则来计算结构体的大小：

2.1结构体中只有普通的数据类型的大小计算

还是以这个结构体类型为例：

struct S1{char c1;int i;char c2;};

以同样的方法，再来计算下面这个结构体的大小：

struct S2{int i;char c1;char c2;};

此时就已经解决了开头的疑问了。

为了巩固学习的知识，再举出一个计算结构体大小的例子：

struct S3{double d;char c;int i;};

当结构体中含有数组时，该怎么计算大小呢？

当结构体中有数组类型的变量，我们只需要将数组看作是多个相同类型的变量即可，如下图所示：

编译测试：

2.2 结构体中有嵌套的结构体的大小计算

对于结构体中含有嵌套的结构体，我们就需要使用第4条规则了：

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。

计算一个试试：

struct S{double d1;char c1;int i;};struct S7{char c2;struct S s;double d2;};int main(){printf("%d\n", sizeof(struct S7));return 0;}

3.修改默认对齐数

之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8struct S1{char c1;int i;char c2;};#pragma pack() //取消设置的默认对齐数，还原为默认#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1struct S2{char c1;int i;char c2;};#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认int main(){printf("%d\n", sizeof(struct S1));printf("%d\n", sizeof(struct S2));return 0;}

输出结果：

一般情况下，对齐数都是设置成2的次方数，不会随意设置成其他数 。

结论： 结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。

4.为什么存在内存对齐” />struct S1{ char c1; int i; char c2;};struct S2{ char c1; char c2; int i;};

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。