struct结构体占内存大小计算

struct结构体占内存大小计算  

  

注意：struct 的{}后面要加上 ”；“

#include<stdio.h>
struct A
{
           int a;
          double b;
           char c;
};
struct B
{
           double b;
            char c;
            int a;
};
struct C
{
            int a;
            char c;
            double b;
};
int main(void)
{
          A aa;
          B bb;
          C cc;
          printf("A = %d\n", sizeof(aa));//结果：A = 24
          printf("B = %d\n", sizeof(bb));//结果：B = 16
          printf("C = %d\n", sizeof(cc));//结果：C = 16
          return 0;
}
int类型一般是占用四个字节，char类型一般占用一个字节，double类型一般占用8个字节。
1、结构体A首先给int a 分配四个字节，并且以4个字节对齐；然后给double b分配8个字节，发现以4个字节对齐不行，就以8个字节对齐，前面只有int a ，所以int a将占用8个字节；最后为了对齐，将给char c 也分配8给字节，所以结构体A占用了24个字节。
2、结构体Ｂ首先给double 分配8个字节，并且以8给字节对齐；然后给char c分配8给字节；最后给int a分配空间的时候发现，前面空有7个字节空间可以放下int a，int a 就和char c一起占用8个字节，所以结构体B占用了16个字节

而在GNU GCC编译器中，遵循的准则有些区别，对齐模数不是像上面所述的那样，根据最宽的基本数据类型来定。在GCC中，对齐模数的准则是：对齐模数最大只能是4，也就是说，即使结构体中有double类型，对齐模数还是4，所以对齐模数只能是1，2，4。而且在上述的三条中，第2条里，offset必须是成员大小的整数倍，如果这个成员大小小于等于4则按照上述准则进行，但是如果大于4了，则结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）只能按照是4的整数倍来进行判断是否添加填充。
看如下例子：

struct T
{
  char ch;
  double   d   ;
};
那么在GCC下，sizeof(T)应该等于12个字节。

 

struct结构体的大小计算：
struct 大小，与pack的大小（在程序中显示设置#pragma pack()，vc6.0默认大小为8）、结构中最大占用有关

struct A
{

 int a;     0-3

               4-7     要填充（padding）以保证内存对齐的原则
 double b; 8-15
 char c[9]; 16-24
};

首先给a分配内存，因为int占四个字节<pack大小（8个字节），所以按照4个字节对齐，起始位值为0，0%4=0，a最后占的内存为0-3；

接着给b分配内存，double占8个字节，所以按照8个字节对齐，起始位为8（8%8=0），b为8-15；

最后char占一个字节，所以c为16-24；

因此结构体A的大小为8+8+9 = 25;有因为25不是结构体中最大占用内存类型double类型大小(8)的整数倍，所以A最后的大小是32；

struct B

{
int a;   

double b;     
double c;    
char d;   

};

同理，按上面的分析方法确定各个变量在内存中的位置：
a，0-3；

  ，4-7；
b，8-15；
c，16-23；
d，24；

TOTAL = 25

25 不是8的倍数，所以最后B大小是32；

总结计算结构体的步骤

1．内存对齐与编译器设置有关，首先要搞清编译器这个默认值是多少

2．如果不想编译器默认的话，可以通过#pragma pack(n)来指定按照n对齐

3．每个结构体变量对齐，如果对齐参数n，变量所占字节数(m)，内存地址的起始位置%min（n，m）=0。也就是最小化长度规则

4．结构体总大小: 对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍。

5．补充：如果结构体A中还要结构体B，那么B的对齐方式是选它里面最长的成员的对齐方式

所以计算结构体大小要走三步，首先确定是当前程序按照几对齐(参照1，2点)，接着计算每个结构体变量的大小和偏移(参照3，5)，最后计算结构体总大小（参照4）。

 

如果结构体中含有位域(bit-field)，那么VC中准则又要有所更改：
1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；
2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方式（不同位域字段存放在不同的位域类型字节中），Dev-C++和GCC都采取压缩方式；
备注：当两字段类型不一样的时候，对于不压缩方式，例如：

struct N
{
  char c:2;
  int    i:4;
};

依然要满足不含位域结构体内存对齐准则第2条，i成员相对于结构体首地址的偏移应该是4的整数倍，所以c成员后要填充3个字节，然后再开辟4个字节的空间作为int型，其中4位用来存放i，所以上面结构体在VC中所占空间为8个字节；而对于采用压缩方式的编译器来说，遵循不含位域结构体内存对齐准则第2条，不同的是，如果填充的3个字节能容纳后面成员的位，则压缩到填充字节中，不能容纳，则要单独开辟空间，所以上面结构体N在GCC或者Dev-C++中所占空间应该是4个字节。

4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩；
备注：
结构体

typedef struct
{
   char c:2;
   double i;
   int c2:4;
}N3;

在GCC下占据的空间为16字节，在VC下占据的空间应该是24个字节。
5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。

ps:

对齐模数的选择只能是根据基本数据类型，所以对于结构体中嵌套结构体，只能考虑其拆分的基本数据类型。而对于对齐准则中的第2条，确是要将整个结构体看成是一个成员，成员大小按照该结构体根据对齐准则判断所得的大小。 
类对象在内存中存放的方式和结构体类似，这里就不再说明。需要指出的是，类对象的大小只是包括类中非静态成员变量所占的空间，如果有虚函数，那么再另外增加一个指针所占的空间即可。