C/C++ 知识点1:内存对齐

预备知识:基本类型占用字节

  在32位操作系统和64位操作系统上,基本数据类型分别占多少字节呢?

  32位操作系统:

  char : 1    int :4    short : 2    unsigned int : 4    long : 4    unsigned long : 4    long long : 8     float : 4    double : 8    指针 : 4

  64位操作系统

  char : 1    int :4    short : 2    unsigned int : 4    long : 8    unsigned long : 8    long long : 8     float : 4    double : 8    指针 : 8

内存对齐:

  成员对齐有一个重要的条件,即每个成员按自己的方式对齐。其对齐的规则是:每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里默认是8字节)中较小的一个对齐。并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍。不够就补空字节。

  举例:

struct t{
    long a;
    short b;
    int c;
    int *d; 
    char e;
}

 

  在64位操作系统中的大小。

  分析:

    按照声明的顺序一个一个分配内存空间。

    首先 long 型变量a,在64位地址空间中,long型占8个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(long), 8) = 8字节来对齐,所以把这个成员存放在 0~7 内存单元中。

    然后 short型变量b,在64位地址空间中,short型占2个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(short), 8) = 2字节来对齐,所以把这个成员存放在 8~9 内存单元中。

    然后 int型变量c,在64位地址空间中,int型占4个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(int), 8) = 4字节来对齐,所以把这个成员存放在 12~15 内存单元中(10,11单元都不能被4整除)。

    然后 int*型变量d,在64位地址空间中,指针型占8个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(int*), 8) = 8字节来对齐,所以把这个成员存放在 16~23 内存单元中。

    然后 char型变量e,在64位地址空间中,char型占1个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(char), 8) = 1字节来对齐,所以把这个成员存放在 24 内存单元中。

    然后整个结构体的长度必须为所有对齐参数的整数倍,当前长度为25,不是所有对齐参数整数倍,必须调整为32,才是所有参数整数倍。

    所以这个结构体的长度为32。

  

  如果结构体中出现子结构体怎么办?我们在确定子结构体的对齐参数时,应该就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个。

  举例:

struct t{
    char a;
    int b;
};
struct s{
   char c;
   struct t d;
   char e;
};

  在32位操作系统下的长度。

  首先确定t的大小为8,它的所有成员使用的对齐参数最大为4。

  再考察s:

    首先 char 型变量c,在32位地址空间中,char型占1个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(char), 8) = 1字节来对齐,所以把这个成员存放在 0 内存单元中。

    然后 struct t型变量d,在32位地址空间中,struct t占8个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 4 字节来对齐,所以把这个成员存放在 4~11 内存单元中。

    然后 char型变量e,在32位地址空间中,char型占1个字节,所以按照上面的对齐条件,这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(char), 8) = 1字节来对齐,所以把这个成员存放在 12 内存单元中。

    然后整个结构体的长度必须为所有对齐参数的整数倍,当前长度为13,不是所有对齐参数整数倍,必须调整为16,才是所有参数整数倍。

  所以此结构体大小为16.

posted @ 2016-03-20 15:01  fatsheep9146  阅读(1007)  评论(0编辑  收藏  举报