结构体，共用体所占字节数 ---- 内存对齐或者字节对齐

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于 2023-06-14 16:52:35 首次发布
文章详细解释了在C语言中，结构体成员的不同定义顺序如何影响其占用内存的大小。由于对齐规则的存在，结构体的总大小可能会因成员的排列而变化，这种现象是由于编译器为了优化内存访问效率而进行的字节对齐导致的。
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C语言基础 - 结构体类型字节对齐总结
yunfan
07-08 6835
一、什么是字节对齐 在计算机中，内存空间是按照字节（1B = 8 bit）划分的，每一个字节都有一个编号，这就是字节的地址。理论上可以从任意起始地址访问任意数据类型的变量，但在实际使用中，访问特定数据类型变量时需要在特定的内存起始地址进行访问，这就需要各种数据类型按照一定的规则在空间上进行排列，而不是顺序地一个接一个地存放，这就是字节对齐。 如果一个变量的内存起始地址正好是其数据类型长度的整数倍，就被称作自然对齐。比如，在32系统下，假设一个int型变量的起始地址为0x00000004，那它就是自然对齐
字节对齐----结构体、共用体
XD_RBT_的博客
05-21 919
字节对齐结构体字节对齐：（结构体成员的数据类型为基本数据类型（int,double,char,short,long等））结构体的总大小是结构体成员中最宽基本数据类型大小的整数倍#include<iostream>using namespace std;struct S0{    int a;char b;short c;};struct S1{char b;int a;short c;...
C语言结构体，共用体所占字节数计算
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c语言共用体字节对齐,C语言结构体的字节对齐原则
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05-17 622
为什么要对齐?现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特 定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。对齐的作用和原因：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。比如有些架构的...
c# 结构体 4字节对齐_C语言基础--结构体
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结构体结构体的作用数组：具有相同类型的数据的集合结构体：存储不同类型的数据项 单一的数据类型无法满足特定的需求，数据类型的集合体：结构体 出现了结构体的定义和使用结构体的定义方式结构体是一种自定义数据类型 struct用来定义一个类型结构体的定义方式： struct 结构体名字 { //成员变量 }；定义结构体后再定义变量//例1： 在定义结构体的同时定义变量//例2: 引用结构体变...
c 语言 结构体 共用体 大小,结构体与共用体内存大小计算
weixin_36047538的博客
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结构体和共用体的内存分配是C语言的一个难点，也是面试题中的热点。示例1：点击(此处)折叠或打开Union data1{double d;int i;char c1;char c2[9];};sizeof(uniondata1)的值为16.在编译器默认设置的情况下，该共用体最大基本类型为double,它占8字节，所以此共用体以8来对齐。字符数组c2占9个字节，那么整个共用体应该占9个字节，但按照对齐...
结构体-联合体-字节对齐问题
oyzy_Sean的篝火
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一、结构体（struct） （一）、结构体定义（definition） 结构体是一个或多个变量的集合，这些变量可以是不同的类型，为了方便处理把这些变量放在同一个结构内。 1、方式1 先定义结构体date后再定义结构体变量Date。 struct date { int year; int month; int day; }; date Date; 或者定义...
共用体union与结构体struct所占内存字节大小
weixin_45958410的博客
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共用体union与结构体struct所占内存字节大小 在***32位操作系统*里，结构体与共用体所占内存字节大小严格遵从字节对齐（每四个字节对齐，为了方便，下文称四字节大小空间，理解时将四个字节空间看成一个整体） 如图，内存以字节存储，顺序存储 stu1，依次存储，先存字符数组name[10],占用10个字节大小，按照字节对齐，此时占用了3个四字节大小空间，前面2个四字节空间是满的，第三个字节空间最后两个字节空白 之后存储int型变量age，需要一个四个字节空间，此时内存第三个四字节存储只剩两个字节，存不下
结构体与共用体-------C语言经典题目（3）
zxhssl的博客
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int age;// 声明指向Student结构体的指针)位域通过在结构体成员声明中使用 类型 成员名 ： 位数struct 结构体名 {类型 成员名1: 位数1;// 位域成员类型 成员名2: 位数2;// 普通成员（非位域）类型 普通成员名;类型：必须是int 、 unsigned int 、 signed int位数：表示该成员占用的二级制位数，取值为正整数。
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09-27
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关于C语言字节对齐之结构体 共用体占用字节数的快速计算方法总结
pengqian652的专栏
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前几天在做项目时，出现了一个套接字通信的一个问题，看似客户端和服务器端使用的一个相同的结构体，但是就是在服务器端不能把客户端发送的数据全部显示的打印出来。查找了好久的错误，才发现原来两端的结构体看似相同，但其两端结构体占用的字节数是不一样的。才导致了服务器端不能正常的显示出全部内容。 大概情况是这样的，client端定义结构体如下： typedef struct _u64{ lo
2021-06-21堆&栈&共用体&offsetof & container_of &结构体对齐 & 大小端模式 --5
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C语言求结构体变量在内存中所占字节数
04-23
<think>好的，我现在要帮助用户解决关于C语言结构体内存占用计算的问题。用户已经提供了一些引用资料，我需要仔细分析这些资料并结合自己的知识来给出准确的回答。 首先，用户的问题是关于如何计算结构体变量的内存占用，也就是sizeof的结果。根据引用[1]，结构体的总字节数需要是其最大成员类型的整数倍，不足的要补齐。同时，每个成员的存储起始位置必须是该成员大小的整数倍。例如，short类型需要从偶数地址开始，int需要4字节对齐。 接下来，引用[2]中的例子展示了不同结构体的sizeof结果，比如a_t的结构包含int、char和short，总大小为8字节。这里需要考虑各个成员的对齐和填充。例如，int a占4字节，char b占1字节，接着short c需要从2字节对齐的位置开始，所以char b后面可能会有1字节的填充，使得short c从第6字节开始，总共占2字节，加上前面的4+1+1填充，总共8字节。 引用[3]和[4]进一步解释了内存对齐的原理，即结构体的内存大小不是简单相加，而是需要考虑对齐规则。这可能涉及到编译器优化和平台相关的因素，比如不同的编译器可能有不同的对齐方式。 引用[5]提到了共用体（联合体）的情况，联合体的内存大小是其最大成员的大小，并且同样需要考虑对齐。例如，如果结构体包含一个联合体，那么联合体的大小会影响整个结构体的对齐方式。 现在需要将这些规则整理成步骤，方便用户理解。首先，确定每个成员的偏移地址，确保每个成员的起始地址是其大小的整数倍。然后，计算每个成员占用的空间，并添加必要的填充字节。最后，整个结构体的大小需要是最大成员大小的整数倍，可能需要末尾填充。 例如，对于结构体： struct example { char a; int b; short c; }; 计算过程： 1. char a占1字节，偏移0。 2. int b需要4字节对齐，所以下一个可用偏移是4，中间填充3字节（1-3）。 3. int b占4字节，偏移4-7。 4. short c需要2字节对齐，偏移8刚好符合，占2字节，偏移8-9。 5. 结构体最大成员是int，4字节，总大小需要是4的整数倍。当前总大小是10字节，所以末尾填充2字节，总大小为12字节？ 不过根据引用中的例子，类似的结构体可能实际大小为12，但需要再确认是否正确。可能我的计算有误，或者引用的例子不同。例如引用[2]中的d_t结构体，其总大小为16字节，可能因为最大成员是int（4字节），所以末尾填充到4的倍数。 因此，正确的步骤应该是： 1. 确定每个成员的偏移地址，满足自身对齐。 2. 计算总大小后，检查是否为最大成员大小的整数倍，否则末尾填充。 需要注意，最大成员大小可能不是结构体中最大的基本类型，而是需要考虑所有成员的对齐值。例如，如果结构体包含double，那么最大对齐值可能是8。 另外，共用体的情况不同，因为共用体的所有成员共享内存，其大小等于最大成员的大小，并且需要对齐到最大成员的对齐要求。 总结步骤： 1. 确定每个成员的自身对齐值（通常是其大小）。 2. 成员偏移地址必须是其自身对齐值的整数倍。 3. 结构体总大小必须是最大成员对齐值的整数倍。 用户可能需要具体的例子来理解这些规则，比如引用中的测试用例。需要将这些例子分解，展示计算过程。 同时，用户可能遇到的常见错误是忽略末尾填充，或者错误计算成员偏移。例如，结构体中成员的顺序会影响总大小，调整成员顺序可能减少填充，从而节省内存。 最后，需要提醒用户实际编程中使用sizeof运算符来验证计算结果，因为不同编译器可能有不同的对齐方式，尤其是在跨平台开发时需要注意。</think>### C语言结构体内存占用计算方法 在C语言中，结构体变量的内存占用通过 **内存对齐规则** 确定，具体步骤如下： --- #### **1. 基本对齐规则** 1. **成员对齐**：每个成员的起始地址必须是其自身大小的整数倍。 - 例如：`int` 类型（4字节）必须从4的倍数地址开始存储[^1][^3]。 2. **结构体总大小**：必须是所有成员中 **最大对齐值** 的整数倍，不足时末尾补齐[^1][^3]。 3. **联合体（共用体）**：占用空间为最大成员的大小，且对齐到最大成员的对齐值[^5]。 --- #### **2. 计算步骤（以结构体为例）** **示例1**： ```c struct example1 { char a; // 1字节 int b; // 4字节 short c; // 2字节 }; ``` - **步骤分解**： 1. `char a` 占用1字节（地址0）。 2. `int b` 需要对齐到4的倍数地址，因此地址从4开始，填充3字节（地址1-3）。 3. `int b` 占用地址4-7。 4. `short c` 对齐到2的倍数地址，地址8开始，占用地址8-9。 5. **总大小**：当前为10字节，但最大对齐值为4（来自`int`），需补齐到12字节[^1][^3]。 **示例2**（引用[2]中的测试用例）： ```c typedef struct { short a; // 2字节 int b; // 4字节 char c; // 1字节 short d; // 2字节 int e; // 4字节 } d_t; ``` - **计算过程**： 1. `short a` 占用地址0-1。 2. `int b` 对齐到4的倍数地址4，填充地址2-3，占用地址4-7。 3. `char c` 占用地址8。 4. `short d` 对齐到2的倍数地址10，填充地址9，占用地址10-11。 5. `int e` 对齐到4的倍数地址12，占用地址12-15。 6. **总大小**：16字节（最大对齐值4）[^2]。 --- #### **3. 关键注意事项** - **成员顺序影响内存占用**：合理排列成员可减少填充字节。 例如：将小类型成员集中放置。 - **编译器差异**：不同编译器可能采用不同对齐方式（如GCC的`#pragma pack`）[^4]。 - **验证方法**：直接使用`sizeof(struct_name)`获取准确大小[^2][^3]。 --- #### **4. 联合体（共用体）的计算** ```c union snmp_data { long name; // 4字节（假设32位系统） U64 buf1; // 8字节 char buf2[100]; // 100字节 }; ``` - **联合体大小**：100字节（最大成员`buf2`），且对齐到8字节（因`U64`为8字节对齐）[^5]。 --- #### **5. 总结公式** $$ \text{结构体大小} = \sum (\text{成员大小} + \text{填充字节}) + \text{末尾补齐字节} $$ ---
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