昨天看了个帖子,有所得,关于struct占的字节问题

本文通过几个具体的C语言代码实例,展示了结构体中成员变量如何根据对齐法则占用内存空间。文章解释了结构体成员变量的内存分配原则,即以占用最大字节数的成员变量为基准进行内存对齐。
关于struct它所占的字节,大家都知道是它里面所有的变量所占字节的和,看看下面,大家是不是有点诧异啊,反正我是挺诧异的
#include<stdio.h>
int main(void)
{
	struct Test
	{
		char *pcName;
		short sDate;
	};
	struct Test_1
	{
		char *pcName;
		char sDate;
	};
	struct Test_2
	{
		char *pcName;
		double sDate;
	};
	struct Test_3
	{
		char *pcName;
		short sDate;
		char a;
	};
	printf("char *和short = %d\n",sizeof(Test));
	printf("char *和char = %d\n",sizeof(Test_1));
	printf("char *和double = %d\n",sizeof(Test_2));
	printf("char,char *和short = %d\n",sizeof(Test_3));
	
	return 0;
}
后来发现,它有个对齐的法则,就是说它以占用最大的那个变量对齐,如果有两个变量,它的内存是以占用最多字节的变量的成倍来算的。

结构体所字节数的计算涉及到字节对齐的概念。不同类型的变量在内存中存储时,为了提高访问效率,会按照一定的规则进行对齐。 #### 非嵌套结构体 以如下结构体为例: ```c struct one{ char a; // 1(char所字节数) + 0(偏移量) short b; // 2(short所字节数) + 2(偏移量) int c; // 4(int所字节数) + 4(偏移量) }; ``` `char` 类型通常 1 字节,`short` 类型 2 字节,`int` 类型 4 字节。由于 `short` 类型需要 2 字节对齐,所以在 `char` 类型变量 `a` 后面需要填充 1 字节,使得 `b` 的偏移量为 2 的倍数;`int` 类型需要 4 字节对齐,所以在 `short` 类型变量 `b` 后面需要填充 2 字节,使得 `c` 的偏移量为 4 的倍数。因此,`struct one` 所字节数为 1 + 1(填充)+ 2 + 2(填充)+ 4 = 8 字节 [^2]。 #### 含有数组的结构体 在结构体中,数组是按照单个变量一个一个进行摆放的,不是视为整体。例如: ```c struct s1 { char a[8]; // 偏移为0开始,字节1*8=8 int b; // 偏移为8开始,字节4.8 + 4 = 12 }; ``` `char` 数组 `a` 用 8 字节,`int` 类型变量 `b` 偏移量为 8,能被 4 整除,直接用 4 字节,所以 `struct s1` 所字节数为 12 字节 [^3]。 #### 嵌套结构体 考虑嵌套结构体的情况: ```c struct s2 { char a; // 偏移为0开始,字节1 s1 s; // 偏移为4开始,(根据规则2,前面所内容需要是4的倍数),字节12。总子节数 = 12 + 4 = 16 }; ``` `char` 类型变量 `a` 用 1 字节,由于 `s1` 类型的变量 `s` 需要 4 字节对齐,所以在 `a` 后面需要填充 3 字节,`s` 用 12 字节,因此 `struct s2` 所字节数为 1 + 3(填充)+ 12 = 16 字节 [^3]。 #### 对齐参数影响 结构体所字节数还会受到对齐参数 `#pragma pack(n)` 的影响。例如: ```c // 在对齐参数 #pragma pack(8) 下 struct E { bool a; struct D d; // 假设 D 是一个结构体 double b; int c; }; ``` 在不同的 `#pragma pack(n)` 设置下,结构体的字节数会有所不同。当 `#pragma pack(8)` 时,结构体 `E` 所字节数为 36 字节,且最终结构体的大小必须是 8 的倍数,所以需要在最后面填充 4 字节达到 40 字节;当 `#pragma pack(4)` 时,结果会不同 [^4]。
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