結構與陣列類似,但是兩者之間存在著很大的差別。陣列是通過下標進行訪問,而結構是通過其成員的名字進行訪問的。其次結構體內部成員更加靈活,那麼結構體在記憶體中的儲存是怎麼分配的?
來看下面**:
程式執行結果為:#include struct s1
;struct s2
;int main()
關於這段**中的結構體內存分配,看下圖:
我們可以通過
巨集offsetof來驗證一下,結構體成員在記憶體中的分配是否如上圖所示.
#define offsetof(struct_t,member) ((
size_t
)(char
*)&((struct_t *)0)->member)
offsetof返回的是結構體成員在結構體內存中的偏移量。
其函式原型在msdn中為下:
看**如下:
#include #includestruct s1
;struct s2
;int main()
程式執行結果為:
這個即說明:
1. 結構體的第乙個成員在與結構體變數偏移量為0的位址處。
2. 結構體在記憶體中儲存時會發生對齊,其對齊規則為:其他成員變數要對齊到對齊數的整數倍的位址處。
//對齊數 = 編譯器預設的乙個對齊數 與 該成員大小的較小值。(vs中預設對齊數的值為8,linux中的預設值為4)
再看下面**:
#include struct s
;int main()
此程式執行結果為多少呢?
根據上面的規則來分析,a佔據前8個位元組,c佔據第9個位元組,d根據對齊佔據第13~16這4個位元組,e[2]佔據17~20這四個位元組。那麼結構體總大小應為20。然而結構卻不是如此。
此段**執行的結果為:24。也就是說在儲存完e[2]後,結構體又多佔據了四個位元組的空間。這是什麼情況?
因為: 結構體總大小為最大對齊數(每個成員變數除了第乙個成員都有乙個對齊數)的整數倍。
而上面**中結構體最大對齊數為8,而最後算的為20,不是8的倍數,所以再多開闢4個位元組的空間,即24個位元組的空間。
了解了這個規則後,來看這個**:
#include struct s
;int main()
可以很容易的分析有:a佔據前四個位元組,c佔據第5個位元組,d佔據第9~12個位元組,e佔據第13~14個位元組,又因為此結構體最大對齊數為4,所以結構體大小要為四的倍數,即要再開闢兩個自己的空間,因此,此結構體空間大小為:16。
程式執行結果:
那麼如果結構體巢狀了,其記憶體又是如何分配的?
看**:
#include struct s1
;struct s2
;int main()
此段**執行結果如下:
分析,其在記憶體中的儲存如下:
則分析有:
如果存在巢狀了結構體的情況,巢狀的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處,結構體的整體大小就是所有最大對齊數(含巢狀結構體的對齊數)的整數倍。
如果結構體中包含了指標的話,其記憶體分配如下:
#include struct s1
;int main()
程式執行結果為:
分析,c佔據第乙個位元組,a佔據第5~8個位元組,而無論是int指標還是char指標都佔據了4個位元組。
所以: 結構體中包含指標,無論指標是何種型別,其佔據記憶體均為4個位元組(64位機器上8個位元組)。
關於結構體內存對齊的原因:
1、平台原因(移植原因):
不是所有的硬體平台都能訪問任意位址上的任意資料的;某些硬體平台只能在某些位址處取某些特定型別的資料,否則丟擲硬體異常。
2、效能原因:資料結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。
原因在於,為了訪問未對齊的記憶體,處理器需要作兩次記憶體訪問;而對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問。
以上即為對結構體儲存分配的簡單解析,如有不足,還請大家指出!
C C 結構體的儲存分配
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