C语言结构体数组在内存中的分布

0 前言

众所周知,C语言中结构体成员默认是自然对齐的,且结构体变量首地址是按照结构体成员中最大类型对齐的(例如结构体成员包含double类型,则结构体变量首地址按照8字节对齐)。这样一来就不得不考虑到一个问题,即数组元素是紧密分布的,这样一来如何保证结构体数组中的结构体元素首地址对齐也符合规则呢?本文以实例分析结构体数组在内存中的分布。

1 C语言结构体数组在内存中的分布

1.1 结构体类型占用大小

有如下的结构体类型:
在这里插入图片描述
通常的想法认为它占用字节数应该为9个字节,实际上这个结构体类型占用大小为16字节:
在这里插入图片描述
之所以会占用16字节内存,就是考虑到了结构体被运用于数组里的情况,整个结构体的大小按照最大结构体成员类型进行对齐

1.2 结构体数组在内存中的分布

同样以上面的结

在C语言中,结构体指针数组结构体数组内存分配是通过使用内存分配函数如`malloc`来完成的。这里分别解释它们的内存分配方法和区别。 结构体数组分配内存结构体数组是在内存中连续分配多个结构体大小内存块。你可以通过指定数组大小来一次分配足够的内存来存储数组中所有的结构体实例。例如,假设有一个名为`Person`的结构体,要创建一个包含10个`Person`结构体数组,可以使用如下代码进行内存分配: ```c Person* personArray = (Person*)malloc(sizeof(Person) * 10); ``` 这里,`malloc`函数被用来分配足够的空间来存储10个`Person`结构体。`sizeof(Person)`计算的是单个`Person`结构体所占的内存大小结构体指针数组分配内存结构体指针数组则是创建一个指针数组,每个元素都是指向结构体的指针。这种情况下,你首先分配指针数组所需的空间,然后为每个指针分配指向结构体内存。例如: ```c Person** personPtrArray = (Person**)malloc(sizeof(Person*) * 10); for (int i = 0; i < 10; ++i) { personPtrArray[i] = (Person*)malloc(sizeof(Person)); } ``` 在这个例子中,首先分配了10个指针的空间,每个指针指向一个`Person`结构体。然后通过循环为每个指针分配了存储单个`Person`结构体的空间。 区别: 1. 内存布局:结构体数组的元素在内存中是连续存储的,而结构体指针数组的每个元素是指向结构体的指针,所以指针数组本身是连续的,但是它所指向的结构体可以是分散存储的。 2. 使用方式:在结构体数组中,你可以直接通过索引访问每个结构体实例。在结构体指针数组中,你需要先通过索引访问指针,然后再通过指针访问结构体实例。 3. 灵活性:结构体指针数组允许你在运行时决定为每个结构体分配多少内存,也可以在之后修改它指向的结构体结构体数组则一旦创建大小就固定不变。 4. 内存使用效率:结构体数组使用内存较为紧凑,但不如指针数组灵活;指针数组则增加了指针的开销。
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