C++ 结构体字节对齐规则

最新推荐文章于 2024-12-17 22:26:08 发布

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本文详细解析了数据结构中的对齐概念，包括自身对齐值、指定对齐值和有效对齐值，并介绍了两个对齐规则。通过实例分析了不同结构体在32位环境下如何存储，展示了结构体A、B、C和D的存储结构及字节数。通过对结构体成员的对齐计算，揭示了内存布局的规律。

先介绍三个概念：自身对齐值、指定对齐值、有效对齐值。

自身对齐值：数据类型自己的对齐值，例如char类型的自身对齐值是1，short类型是2；

指定对齐值：编译器或程序员指定的对齐值，32位的指定对齐值默认是4；

有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中较小的那个。

对齐有两个规则

一、不但结构体的成员有有效对齐值，结构体自己也有对齐值，这主要是考虑结构体的数组，对于结构体或者类，要将其补齐为其有效对齐值的整数倍。结构体的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值；

二、存放成员的起始地址必须是该成员有效对齐值的整数倍。

typedef struct A {
		char a;
		char b;
		char c;
		char d;
	} structA; 
	typedef struct B {
		char a;
		short b; 
		char c;
		char d;
	} structB; 
	typedef struct C{
		char a;
		int b; 
		char c;
		char d;
	} structC; 
	typedef struct D {
	char a;
	double b; 
	char c;
	char d;
	} structD;

在32位下：

假如结构体起始地址是0x0000

成员a的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0000是1的整数倍，故a存放起始地址是0x0000，占一个字节；

成员b的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0001是1的整数倍，故b存放起始地址是0x0001，占一个字节；

成员c的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0002是1的整数倍，故c存放起始地址是0x0002，占一个字节；

成员d的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0003是1的整数倍，故d存放起始地址是0x0003，占一个字节；

此时结构体A的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值，它的成员都是char类型，故结构体A的有效对齐值是1。

结构体A的存储结构以下，其中Y是根据规则1补齐的字节，x是规则2补齐的字节。