编译器分配内存的问题,内存对齐

来源:互联网 发布:js两个数组比较去重 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 03:16

下面这例子:
struct inner
{
char c1;
double d;
char c2;
};
这个结构体是8字节对齐,编译器知道是8字节对齐所以给c1分配8个字节,到了d依然是8个字节,到了c2也是8个字节,因此结构体inner占24个字节。而不是16个字节
但是:struct inner2
{
char c1;
char c2;
double d;
}
这个结构体所占的空间却是16个字节。只是因为double d;这条语句的位置变了
编译器在分配内存时依然是8字节对齐方式,给c1首先分8 个字节,到了c2一看他可以接在c1后边,所以c1和c2共同占有8字节,然后再给d分配8字节。所以最终inner2占16个字节

当结构体中包含结构体时,编译器依然将结构体拆开,找到占用内存最大的数据类型,以他所占的空间作为对齐标准,然后在以内部结构体所占的空间作为最小分配内存空间,在按照对齐原则分配内存。
比如:struct inner
{
char c1;
double d;
char c2;
};
struct inner2
{
struct inner t1;
int i;
char c;
};
结构体inner2中还有结构体inner,这时首先找到inner中有double型数据,占用8字节所以,此时将是8字节对齐,然后看struct inner t1;t1需要24字节,接下来i需要4字节c需要1字节,所以他们两个共分配8字节,加起来共32字节,正好对齐所以最终inner2将占用32字节


再比如下面这个例子:

#include <stdio.h>
struct inner{
long c;
char c1;
double d;
char ce;
char *s;
}p;

int main(){
int q;
int h;
q=(int)&p.c;
h =(int)& p.c1;
printf("inner=%d\n",sizeof(struct inner));
printf("long=%d\n",sizeof(p.c));
printf("char * =%d\n",sizeof(p.s));
printf("c = %x\n",q); //输出c的地址值
printf("c1 = %x\n",h); //输出c1的地址值
return 0;
}
结果为:

inner=24
long=4
char * =4
c = 8049614
c1 = 8049618
这说明在8字节对齐时,首先给c分配8字节(c实际占4字节),然后看到c1需要4字节,则将c1紧跟在c的后面,共同占有8字节。从c和c1的地址8049614和8049618(二者相差4字节)也可以证明这一点。

为什么要对齐:
各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台的要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为 32位)如果存放在偶地址开始的地方,那么一个读周期就可以读出,而如果存放在奇地址开始的地方,就可能会需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该int数据。显然在读取效率上下降很多。这也是空间和时间的博弈。
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