C语言结构struct的内存对齐

最新推荐文章于 2024-07-25 01:07:34 发布
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分类专栏： C++基础 文章标签： C++ 内存对齐 自然边界 #pragma pack
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操作系统的内存对齐问题对于低层程序设计来说非常重要，对理解内存对齐原理及方法则有助于帮助程序员判断访问非法内存。

1.结构struct默认的内存对齐原则

struct内存默认的内存对齐原则主要有两个，一个是结构成员之间的内存对齐，另一个是结构体整体的内存对齐。

1.1 成员之间的对齐原则

C编译器缺省的结构成员变量内存对齐为“N字节对齐”，N即该成员数据类型的长度。例如，int

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C语言 struct内存对齐方式
慎思最后一步
05-17 1049
C语言中，struct类型在内存中占有大小根据编译器的不同而不同。 现在测试的是以vc++6.0编译环境的结果。 在vc++6.0下，我们知道各种数据类型的占用大小不一样。 char：1字节 int：4字节 short：2字节 float：4字节 double：8字节 char:4：0.5字节 其 实，这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度，VC对一些变量的起
struct 内存对齐
zyl681327的博客
06-15 648
忘记struct内存怎么对齐，网上的struct内存对齐看的我犯晕，没看懂。后来过了几天，自己想起来了，觉得还不如自己写个记录下。
struct内存对齐
weixin_43411541的博客
03-14 395
在学习结构体过程中，遇到了内存对齐问题，所以我总结了一下这个知识点，供大家参考： 内存对齐：各种数据存放的地址要能够整除该数据本身的字节数 char可存放在任意地址,short存放在能被2整除的地址，int存放在能被4整除的地址······以此类推。 内存对齐的规则： 1、先将每个成员的字节数写出，然后从第二个成员开始，将前面成员的总字节数补齐成当前字节数的倍数 2、结构体的总大小，一定要能整...
再谈内存对齐问题
12-13 445
一、什么是字节对齐,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
C语言结构体（struct) ----内存对齐
OUTdsada的博客
03-02 707
好记性不如烂笔头，学到了我就找地方把它记下来吧
C语言-结构体内存对齐
linkang007的博客
04-02 1207
结构体内存如何对齐？ 为什么存在内存对齐 ? offsetof - 宏
C语言之struct大小、首地址与内存对齐[借鉴].pdf
10-11
C语言之struct大小、首地址与内存对齐 本文将详细地介绍C语言中struct的大小、首地址和内存对齐问题，以及不同的编译器和微处理器平台对struct的处理方式。 首先，对于处理器，大尾端、小尾端的因素必须考虑。在...
精选资源
解析C语言中结构体struct的对齐问题
01-21
有了这些值，我们就可以很方便的来讨论具体数据结构的成员和其自身的对齐方式。有效对齐值N是最终用来决定数据存放地址方式的值，最重要。有效对齐N，就是表示“对齐在N上”，也就是说该数据的“偏移
C语言struct为什么要内存对齐
南风fahaxiki
09-22 557
C语言中的struct会做内存对齐，这个已经是被广为人知的，但是网上对于内存对齐的原因的解释却比较少，很多资料仅仅是说为了“提高读写效率"，这个理由其实还是很难有说服力。的位宽是8，像之前的汇编代码那样做，会直接写越界。为了保证不会越界写，编译器就得一个变量一个变量地去写（对于上面的代码来说），也就是说，这里需要做三次读写。，而x86上的寄存器位宽最大就是8，因此我们只需要读写一次就可以完成。实际上，我们也可以要求C语言不做内存对齐的，将上面的。，根据内存对齐的知识，我们知道。是可以直接做赋值的，利用。
C语言——结构体（struct）对齐
脑壳有点痒，好像要长脑子了！
07-25 9738
本文主要介绍C语言中，结构体的对齐规则、如何改变对齐数，对齐规则对内存的影响以及如何减小结构体占用的内存。了解结构体的对齐规则对于提高内存使用效率、保证访问速度、避免硬件异常以及提高代码的可移植性都具有重要意义。在编写涉及结构体操作的代码时，我们应该了解和考虑这些对齐规则。
结构体内存对齐
hbbfvv1h的博客
07-11 395
结构体的对齐规则： 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 结构体总大小为**最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。 如果嵌套了结构体的情况，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所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。 VS中默认的值为8 Linux没有具体默认对齐数 为什么存在内存对齐? 平台原因(移植原因)： 不是所有的硬件平台
C语言深度解剖读书笔记(3.结构体中内存对齐问题)
haierboos
08-24 247
很多人都觉得内存对齐这个问题很难，很不好算，总算错，其实我想说只要你画一画就没那么难了。好了，进入正题。 本节知识点： 1.结构体为什么要内存对齐(也叫字节对齐)： 其实我们都知道，结构体只是一些数据的集合，它本身什么都没有。我们所谓的结构体地址，其实就是结构体第一个元素的地址。这样，如果结构体各个元素之间不存在内存对齐问题，他们都挨着排放的。对于32位机，32位编译器(这是目前常见的环境，...
【C语言】struct结构体的内存对齐（结构体大小）
m0_57680308的博客
03-27 1040
结构体： struct tag { member-list; //结构体成员 }variable-list; //结构体变量 再来看看这段代码： struct s1 { char a; int b; char c; }; struct s2 { int a2; char b2; char c2; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct s1)); printf("%d\n", sizeof(struct s2));
关于C语言中数据结构的内存对齐问题
Jinhill's Blog
07-15 8624
当在C中定义了一个结构类型时，它的大小是否等于各字段(field)大小之和？编译器将如何在内存中放置这些字段？ANSI   C对结构体的内存布局有什么要求？而我们的程序又能否依赖这种布局？这些问题或许对不少朋友来说还有点模糊，那么本文就试着探究它们背后的秘密。        首先
C 语言结构体 struct 及内存对齐
weixin_30455023的博客
01-20 195
struct 结构体 对于复杂的数据类型（例如学生、汽车等），C 语言允许我们将多种数据封装到一起，构成新类型。 跟面向对象语言中的对象相比，结构体只能包含成员变量，不支持操作。 #include <stdio.h> #include <string.h> struct People { int age; char na...
【C语言】结构体内存对齐
石墨博客
12-10 775
结构体，内存对齐
C/C++ struct内存对齐
weixin_44178960的博客
08-15 2070
C/C++ struct内存对齐
【C语言】结构体内存对齐详解
m0_75118595的博客
04-09 673
结构体总大小为最大对齐数的整数倍（包含s1和s2的成员的最大对齐数），最大对齐数为8，故总大小是8的整数倍，那么总大小就是56个字节，所以输出结果是56。结构体总大小为最大对齐数的整数倍（包含s1的成员的最大对齐数），最大对齐数为8，故总大小是8的整数倍，那么总大小就是24个字节，所以输出结果是24。s1是结构体，占12个字节，对齐到自己的最大对齐数的整数倍处（即对齐数是4），对齐到4的整数倍的位置，即偏移量为12开始的地址处。s1是结构体，占12个字节，对应到结构体变量偏移量为0 开始的地址处。
c语言中的struct内存对齐原理
最新发布
03-14
<think>嗯，用户想了解C语言中的struct内存对齐原理。这个问题涉及到结构体内存布局，对齐规则，以及为什么要对齐。首先，我需要回忆一下相关的知识点，确保自己理解正确。 首先，内存对齐是什么？应该是因为硬件访问内存的特性，比如某些处理器只能从特定地址开始读取数据，比如4字节对齐的int类型，如果地址不是4的倍数，可能会导致性能下降或者错误。所以编译器会自动在结构体的成员之间插入填充字节，保证每个成员的地址符合其对齐要求。 接下来，结构体的对齐规则。我记得每个数据类型有自身的对齐要求，比如char是1字节，short是2字节，int是4字节，double可能是8字节。结构体的起始地址需要是其最大成员对齐值的倍数，而每个成员的偏移量必须是其对齐值的整数倍。结构体的总大小也要是其最大对齐值的整数倍，可能需要末尾填充。 比如举个例子，比如struct里有char和int，那么char占1字节，后面会有3字节的填充，使得int从4的倍数的地址开始。这样整个结构体的大小就是8字节。如果是两个char和一个int，可能结构是char，填充3，int，那么总大小还是8？ 或者比如结构体中有不同的成员顺序会影响总大小。比如把两个char放在一起，可能减少填充。比如struct { char a; int b; char c; }，这时候总大小可能是12？因为a后面填充3，然后b占4，c后面填充3？或者需要结构体的总大小是最大对齐值的倍数，这里是4，所以总大小是4+4+4=12？但是如果重新排列，把两个char放在一起，比如struct { char a; char c; int b; }，那么总大小是1+1+2（填充）+4=8，对吗？ 然后，结构体的对齐方式可以通过预处理器指令来修改，比如#pragma pack(n)，这会改变默认的对齐方式，让成员按n字节对齐。但需要注意可能带来的性能问题或者可移植性问题。 另外，可能还需要提到offsetof宏，用来查看成员的偏移量，方便调试结构体的内存布局。 用户可能想知道为什么需要内存对齐，以及如何优化结构体的大小。比如调整成员顺序可以减少填充，节省内存。这在嵌入式系统中可能很重要，因为内存有限。 需要检查自己是否遗漏了任何关键点，比如结构体本身的对齐值是其成员中最大的那个，而整个结构体的大小必须是这个值的整数倍，所以在末尾可能需要填充。例如，如果结构体最大的成员是4字节对齐的，那么结构体的总大小必须是4的倍数。 可能还需要提到不同编译器可能有不同的对齐策略，所以结构体的大小可能在不同平台或编译器下不同，这在跨平台开发时需要注意。 总结来说，回答应该分几个部分：内存对齐的原因、对齐规则、示例说明、如何优化结构体大小、以及相关注意事项。</think>### C语言中struct内存对齐原理详解 --- #### **一、为什么要内存对齐？** 内存对齐是**硬件特性决定的优化机制**，主要原因有： 1. **性能提升**：CPU访问对齐的内存时速度更快（例如32位CPU读取4字节int时，若地址是4的倍数，只需一次操作）。 2. **硬件限制**：某些架构（如ARM）直接要求对齐访问，否则触发硬件异常。 --- #### **二、内存对齐规则** 结构体内存布局遵循以下规则： 1. **成员对齐规则** 每个成员的**偏移量**必须是其**自身大小**与**编译器对齐值**中较小值的整数倍。 （例如：`int`类型在32位系统通常为4字节对齐） 2. **结构体整体对齐规则** 结构体**总大小**必须是其**最大成员大小**与**编译器对齐值**中较小值的整数倍，末尾可能添加填充字节。 3. **嵌套结构体对齐** 嵌套结构体的对齐值取其自身最大成员的对齐值。 --- #### **三、示例分析** ```c struct Example { char a; // 大小1，对齐值1 int b; // 大小4，对齐值4 short c; // 大小2，对齐值2 }; ``` **内存布局解析**： 1. `char a`占1字节，偏移量0。 2. `int b`需要4字节对齐 → 偏移量需为4的倍数 → 在`a`后填充3字节（偏移1-3），`b`从偏移4开始。 3. `short c`需要2字节对齐 → 偏移8（无需填充）。 4. 结构体总大小 = 1(a) + 3(填充) + 4(b) + 2(c) = 10字节 → 但需满足整体对齐（最大成员是4字节） → 最终总大小需是4的倍数 → 末尾填充2字节 → **总大小12字节**。 内存布局示意图： ``` 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [a][ pad ][ b ][ c ][ pad ] ``` --- #### **四、优化技巧** 通过**成员顺序调整**减少填充： ```c struct Optimized { int b; // 偏移0-3 short c; // 偏移4-5（满足2字节对齐） char a; // 偏移6（满足1字节对齐） }; // 总大小=6+1=7 → 填充到4的倍数 → 总大小8字节 ``` 优化后**节省4字节**！ --- #### **五、手动控制对齐** 1. **强制指定对齐值** 使用`#pragma pack(n)`（如`#pragma pack(1)`关闭对齐）： ```c #pragma pack(1) struct Packed { char a; int b; // 强制1字节对齐 → 无填充 }; // 总大小=1+4=5字节 #pragma pack() // 恢复默认对齐 ``` > 注意：过度使用可能导致性能下降或硬件异常。 2. **查看成员偏移量** 使用`offsetof`宏： ```c printf("b的偏移量：%zu\n", offsetof(struct Example, b)); // 输出4 ``` --- #### **六、关键总结** | 核心要点 | 说明 | |---------|------| | 对齐目的 | 提升性能，避免硬件错误 | | 规则核心 | 成员偏移量对齐、结构体整体对齐 | | 优化关键 | 按成员大小降序排列 | | 注意事项 | 不同编译器/平台结果可能不同 | --- 通过理解对齐规则，开发者可编写**内存高效**且**硬件友好**的代码，尤其在嵌入式开发中至关重要。
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