关于struct占用内存大小的几点分析

Struct占用内存空间分析

     在初学C语言的时候，很多人都认为struct结构体占用内存空间的大小等于所有结构体成员各自所占内存空间的总和，其实这种观点是存在误区的。

 

 

举一个简单的例子：

#include<stdio.h>

struct test

  {

   char a;

   short b;

  };

 

int main(void)

{

 printf("%d\n",sizeof( struct test));

 return 0;

}

 程序执行的结果为4；（注：我使用gcc进行编译，编译器默认4字节对齐）

 很多人会很奇怪，为什么执行的结果不是sizeof（char）+sizeof（short）=3？

 之所以会得出占用内存为4个字节的结果主要原因是编译器的优化；

 

CPU在存取数据时，是按照“块“的大小来存取的，通常块的大小为 (1,2,4,8…….)个字节因此如果编译器不做优化，那么CPU会先使用一条指令读取一个字节，然后使用另一条指令读取两个字节，那么最后执行的结果就为3个字节，但是这种做法使CPU的工作效率降低，因此在实际应用中，为了提高CPU工作效率，编译器需要对程序进行优化操作，使用一条指令一次性读取4个字节。这样执行的结果是会多出一个字节的空间，也就是上面test的执行结果

 

 

 

Struct占用内存的计算规则为：

1.每个成员按其类型大小和指定对齐参数n中较小的一个进行对齐

     2.确定的对齐参数必须能够整除起始地址（或偏移量）

3.偏移地址和成员占用大小均需对齐

4.结构体成员的对齐参数为其所有成员使用的对齐参数的最大值

5.结构体总长度必须为所有对齐参数的整数倍

 

下面我们来举一个例子进行分析：

  #include<stdio.h>

struct test

{

 char a;

 int  b;

 float c;

 

};

int main(void)

{

 printf("char=%d\n",sizeof(char));

 printf("int=%d\n",sizeof(int));

 printf("float=%d\n",sizeof(float));

 printf("struct test=%d\n",sizeof(struct test));

return 0;

}

 

执行结果为1，4，4，12

 

代码分析：（注：假设结构体起始地址为0x0）

类型大小    字节对齐数        起始地址    占用空间 空余空间

  1            4       char  a    0x0          1         0

  4            4       int   b    0x04         4         3

  4            4       float  c    0x08         4         0 

 

总空间大小为占用空间+空余空间=12

 

为了加深大家的理解我解释一下char a 和 int b所占用内存空间的计算过程；

a 的类型为char因此所占内存空间大小为1个字节，小于对齐参数4，所以选择1为对齐数，而地址0x0能够被1整除，所以0x0为a的起始地址占用空间大小为1个字节；

b 的类型为 int所占内存空间大小为4个字节，与对齐参数相同，因此4为对齐数，0x1不能被4整除，因此不能作为b的起始地址依次往下推，只能选用0x4作为b的起始地址，因此中间会空出3个字节的空余空间

 

 

注:一般编译器会设置默认的对齐参数，对于DevC++和gcc来说，默认参数均为4