结构体内存对齐

我们在程序中使用结构体类型时，应该充分考虑结构体内各成员的先后顺序，怎么理解呢？举个例子：下面的struct Stu1、2就是结构体类型,它的各成员如下

struct Stu1

{

        char gender[5];

        int age;

        char first_name[5];

};

struct Stu2
{

    int age;
    char gender[5];
    char first_name[5];

};

        

 当我们计算它所占字节大小时，使用sizeof()操作符计算

 根据VS测试结果显示，结构体Stu1和结构体Stu2的各成员相同，但是它们各自所占字节数不同，这就需要我们思考其原因。即结构体存在内存对齐这一性质

结构体对齐原则：

1.结构体的第一个成员在结构体变量偏移量为0的位置处

2.其他成员变量对齐在某个值（对齐数）的整数倍地址处

对齐数=min{编译器默认对齐数,该成员大小}

VS默认对齐数：8

3.结构体总大小为最大对齐数（每个成员都有一个对齐数）的整数倍

4.当结构体中嵌套另一个结构体时，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是最大对齐数（含这个嵌套结构体）的整数倍

接下来，画图讲解上述两个结构体的内存对齐情况

struct S3
{
    double d;
    char c;
    int i;
};

//结构体嵌套问题
struct S4
{
    char c1;
    struct S3 s3;
    double d;
};

int main() {
    printf("%d\n", sizeof(struct S3));   //16
    printf("%d\n", sizeof(struct S4));  //32

}

 

验证一下结果： 

 结构体内存对齐的原因（空间换时间）：

1. 平台原因 ( 移植原因 ) ：

不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特

定类型的数据，否则抛出硬件异常。

2. 性能原因 ：

数据结构 ( 尤其是栈 ) 应该尽可能地在自然边界上对齐。

原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访

问。