結構體的位元組對齊詳解 案列分析

2021-08-17 19:20:52 字數 1493 閱讀 5660

快速解讀:

一:什麼是位元組對齊:

現代計算機中記憶體空間都是按照byte劃分的,從理論上講似乎對任何型別的變數的訪問可以從任何位址開始,但實際情況是在訪問特定型別變數的時候經常在特定的記憶體位址訪問,這就需要各種型別資料按照一定的規則在空間上排列,而不是順序的乙個接乙個的排放,這就是對齊。(1個位元組等於8位二進位制數)

二:位元組對齊的作用和原因:

1: 各個硬體平台對儲存空間的處理上有很大的不同。一些平台對某些特定型別的資料只能從某些特定位址開始訪問。比如有些架構的cpu在訪問乙個沒有進行對齊的變數的時候會發生錯誤,那麼在這種架構下程式設計必須保證位元組對齊.其他平台可能沒有這種情況,但是最常見的是如果不按照適合其平台要求對資料存放進行對齊,會在訪問效率上帶來損失。

2:比如有些平台每次讀都是從偶位址開始,如果乙個int型(假設為32位系統)如果存放在偶位址開始的地方,那麼乙個讀週期就可以讀出這32bit,而如果存放在奇位址開始的地方,就需要2個讀週期,並對兩次讀出的結果的高低位元組進行拼湊才能得到該32bit資料 (即位元組對齊的存在提高了訪問資料的速度)

三:位元組對齊的本質:

在位元組對齊的過程中,總有一些位元組是浪費掉的,這樣做的目的很簡單,就是因為在大多數

計算機體系結構

中,對記憶體操作時按

整字訪問才能達到最高效率,相當於是

以空間換取時間

。四:關於結構體位元組對齊(在沒有#pragma pack巨集的情況下) :

•原則1  

資料成員對齊規則:結構(struct或聯合union)的資料成員,第乙個資料成員放在offset為0的地方,以後每個資料成員儲存的起始位置要從該成員大小的整數倍開始(比如int在32位機為4位元組,則要從4的整數倍位址開始儲存)。

•原則2

結構體作為成員:如果乙個結構裡有某些結構體成員,則結構體成員要從其內部最大元素大小的整數倍位址開始儲存。(struct a裡存有struct b,b裡有char,int,double等元素,那b應該從8的整數倍開始儲存。)

•原則3

收尾工作:結構體的總大小,也就是sizeof的結果,必須是其內部最大成員的整數倍,不足的要補齊。

五:案列詳解

1:

struct test

結構的第乙個成員x1,其偏移位址為0,佔據了第1個位元組。第二個成員x2為short型別,其起始位址必須2位元組對界,因此,編譯器在x2和x1之間填充了乙個空位元組。結構的第三個成員x3和第四個成員x4恰好落在其自然對界位址上,在它們前面不需要額外的填充位元組。在test結構中,成員x3要求4位元組對界,是該結構所有成員中要求的最大對界單元,因而test結構的自然對界條件為4位元組,編譯器在成員x4後面填充了3個空位元組。整個結構所佔據空間為12位元組。  

2:

struct stu

;struct stu my_stu;

由於在x86下,gcc預設按4位元組對齊,它會在***後面跟name後面分別填充三個和兩個位元組使length和整個結構體對齊。於是我們sizeof(my_stu)會得到長度為20,而不是15.

結構體位元組對齊

include pragma pack 2 struct t.pragma pack int main int argc,char argv 最後輸出的結果為 8。這個表示是按照2位元組來對齊資料,首先分配2位元組給成員變數i,分配完成後,還剩一位元組,zj add補0 沒法容納成員變數d,此時會再...

結構體位元組對齊

include pragma pack 2 struct t.pragma pack int main int argc,char argv 最後輸出的結果為 8。這個表示是按照2位元組來對齊資料,首先分配2位元組給成員變數i,分配完成後,還剩一位元組,zj add補0 沒法容納成員變數d,此時會再...

結構體位元組對齊

在用sizeof運算子求算某結構體所佔空間時,並不是簡單地將結構體中所有元素各自佔的空間相加,這裡涉及到記憶體位元組對齊的問題。從理論上講,對於任何 變數的訪問都可以從任何位址開始訪問,但是事實上不是如此,實際上訪問特定型別的變數只能在特定的位址訪問,這就需要各個變數在空間上按一定的規則排列,而不是...