C语言中结构体大小计算即存储分配

C语言中结构体大小计算即存储分配

C语言中常用预定义的数据类型: 类型：         char short int long float double (long double) 大小（字节数）： 　　gcc3.2.2： 1      2    4   4     4     8      12 　　Visual C++:1      2    4   4     4     8      8 ARM架构下被访问的变量大小形式可以为32位（字）、16位（半字）、8位（字节），当然，还有bit原子位操作。 typedef signed long  s32; typedef signed short s16; typedef signed char  s8; typedef unsigned long  u32; typedef unsigned short u16; typedef unsigned char  u8; 定义一个结构体类型的时候（这里是定义结构体类型struct StrucTypeDef，不是定义一个结构体变量struct StrucTypeDef stru1或者结构体指针struct StrucTypeDef *stru2）并没有分配实际的地址空间(定义结构体变量在编译链接过程中给了实际地址，而结构体指针要显式的用malloc等形式申请栈内地址)，通俗的说就是定义类型是没有实际分配空间的，而定义变量的时候会分配空间。 以下内容编辑前转自http://blog.youkuaiyun.com/lichunming83/archive/2009/10/31/4752818.aspx Win32平台下的微软C编译器(cl.exe for 80×86)的对齐策略： 1) 结构体变量的首地址是其最长基本类型成员的整数倍； 备注：编译器在给结构体开辟空间时，首先找到结构体中最宽的基本数据类型，然后寻找内存地址能是该基本数据类型的整倍的位置，作为结构体的首地址。将这个最宽的基本数据类型的大小作为上面介绍的对齐模数。 2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）； 备注:为结构体的一个成员开辟空间之前，编译器首先检查预开辟空间的首地址相对于结构体首地址的偏移是否是本成员的整数倍，若是，则存放本成员，反之，则在本成员和上一个成员之间填充一定的字节，以达到整数倍的要求，也就是将预开辟空间的首地址后移几个字节。 3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员之后加上填充字节（trailing padding）。 备注：结构体总大小是包括填充字节，最后一个成员满足上面两条以外，还必须满足第三条，否则就必须在最后填充几个字节以达到本条要求。  4) 结构体内类型相同的连续元素将在连续的空间内，和数组一样。 5) 如果结构体内存在长度大于处理器位数的元素，那么就以处理器的倍数为对齐单位；否则，如果结构体内的元素的长度都小于处理器的倍数的时候，便以结构体里面最长的数据元素为对齐单位。   以下内容编辑前转自http://www.dzsc.com/data/html/2009-6-4/76676.html 运算符sizeof可以计算出给定类型的大小，对于32位系统来说，sizeof(char) = 1; sizeof(int) = 4。基本数据类型的大小很好计算，我们来看一下如何计算构造数据类型的大小。 　　C语言中的构造数据类型有三种：数组、结构体和共用体。 　　数组是相同类型的元素的集合，只要会计算单个元素的大小，整个数组所占空间等于基础元素大小乘上元素的个数。 　　结构体中的成员可以是不同的数据类型，成员按照定义时的顺序依次存储在连续的内存空间。和数组不一样的是，结构体的大小不是所有成员大小简单的相加，需要考虑到系统在存储结构体变量时的地址对齐问题。看下面这样的一个结构体： 　　struct stu1 　　{ 　　int i; 　　char c; 　　int j; 　　}； 　　先介绍一个相关的概念——偏移量。偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址 的差。结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上最后一个成员的大小。显然，结构体变量中第一个成员的地址就是结构体变量的首地址。因此，第一个成员i的偏 移量为0。第二个成员c的偏移量是第一个成员的偏移量加上第一个成员的大小（0+4）,其值为4；第三个成员j的偏移量是第二个成员的偏移量加上第二个成 员的大小（4+1）,其值为5。 　　实际上，由于存储变量时地址对齐的要求，编译器在编译程序时会遵循两条原则：一、结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍） 二、结构体大小必须是所有成员大小的整数倍。 　　对照第一条，上面的例子中前两个成员的偏移量都满足要求，但第三个成员的偏移量为5，并不是自身(int)大小的整数倍。编译器在处理时会在第二个成员后面补上3个空字节，使得第三个成员的偏移量变成8。 　　对照第二条，结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小，上面的例子中计算出来的大小为12，满足要求。 　　再看一个满足第一条，不满足第二条的情况 　　struct stu2 　　{ 　　int k; 　　short t; 　　}； 　　成员k的偏移量为0；成员t的偏移量为4，都不需要调整。但计算出来的大小为6，显然不 是成员k大小的整数倍。因此，编译器会在成员t后面补上2个字节，使得结构体的大小变成8从而满足第二个要求。由此可见，大家在定义结构体类型时需要考虑 到字节对齐的情况，不同的顺序会影响到结构体的大小。对比下面两种定义顺序 　　struct stu3 　　{ 　　char c1; 　　int i; 　　char c2; 　　} 　　struct stu4 　　{ 　　char c1; 　　char c2; 　　int i; 　　} 　　虽然结构体stu3和stu4中成员都一样，但sizeof(struct stu3)的值为12而sizeof(struct stu4)的值为8。 　　如果结构体中的成员又是另外一种结构体类型时应该怎么计算呢？只需把其展开即可。但有一点需要注意，展开后的结构体的第一个成员的偏移量应当是被展开的结构体中最大的成员的整数倍。看下面的例子： 　　struct stu5 　　{ 　　short i; 　　struct 　　{ 　　char c; 　　int j; 　　} ss; 　　int k; 　　} 　　结构体stu5的成员ss.c的偏移量应该是4，而不是2。整个结构体大小应该是16。 　　如何给结构体变量分配空间由编译器决定，以上情况针对的是Linux下的GCC。其他平台的C编译器可能会有不同的处理。