C/C++ 知识积累 --（1） struct结构体大小的计算

最近因为某些原因，接触到一些C/C++比较基础的知识点，发现在这方面有些薄弱，故记录下来，作为积累。

首先，概念性的东西就不做记录。已知机器为了更加容易的取出struct里面的数据，会将里面的变量所占空间进行对齐。这是以空间换时间的一种方式。

因为数据所占字节数跟机器字长及编译器有关系，所以先列出常见的几种数据类型在不同的编译环境下所占字节数。

字节对应表类型16位32位64位char111char*(指针)248short222int244unsigned int244float444double888long448long long888unsigned long448上表示网上找的字节与类型对应关系，但实测中 Windows  VS2015编译器 long 字节数为 4 ，unsigned long 字节数为 4. 所以字节数应该与编译器有关。

1.默认对齐方式

在默认对齐方式下，结构体成员的内存分配满足下面三个条件

1. 结构体第一个成员的地址和结构体的首地址相同
2. 结构体每个成员地址相对于结构体首地址的偏移量（offset）是该成员大小的整数倍，如果不是则编译器会在成员之间添加填充字节（internal adding）。
3. 结构体总的大小要是其成员中最大size的整数倍，如果不是编译器会在其末尾添加填充字节（trailing padding）。

示例：（32位 Windows VS2015）

struct s1 {char a;//1偏移量 0int b;//4偏移量 1  -> 4double c;//8偏移量 8char d;//1偏移量 16};struct s2 {int a;//4偏移量 0char b;//1偏移量 4char c;//1偏移量 5double d;//8偏移量 6->8};int main() {cout << "s1 size = " << sizeof(s1) << endl;cout << "s2 size = " << sizeof(s2) << endl;char stop = getchar();return 0;}

运行结果为：

对于S1结构体，分析见注释，按照 条件2 ，得出大小为 17，又根据 条件3 ，得出最终大小为24。对于结构体S2，得出大小为 16，符合条件。

2.指定对齐方式

可以使用#pragma pack(N)来指定结构体成员的对齐方式
对于指定的对齐方式，其成员的地址偏移以及结构的总的大小也有下面三个约束条件

1. 结构体第一个成员的地址和结构体的首地址相同
2. 结构体每个成员的地址偏移需要满足：N大于等于该成员的大小，那么该成员的地址偏移需满足默认对齐方式（地址偏移是其成员大小的整数倍）；Ｎ小于该成员的大小，那么该成员的地址偏移是N的整数倍。
3. 结构体总的大小需要时N的整数倍，如果不是需要在结构体的末尾进行填充。
4. 如果N大于结构体成员中最大成员的大小，则N不起作用，仍然按照默认方式对齐。