關於C語言中結構體聯合的記憶體對齊

為什麼存在記憶體對齊？

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。

總的來說，結構體的記憶體對齊是拿空間來換取時間的做法。

1、第乙個成員變數在與結構體變數偏移量為0的位址處。通俗來說，就是結構體中的第乙個成員變數不用考慮對齊。

2、其他成員變數要對齊到某個數字（對齊數）的整數倍位址處。

3、結構體總大小為最大對齊數（每個成員變數都有乙個對齊數）的整數倍。如果不是整數倍，說明沒有對齊，需要將總大小擴充套件至能整除最大對齊數的位置。

4、如果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。（選擇結構體和巢狀的結構體中的最大對齊數里最大的那個值）。

補充說明：

第乙個元素不用對齊，並不代表沒有對齊數，而是不需要。

對齊數=指定的乙個對齊數與該成員大小的較小值。

預設情況下，對齊數為自身的大小。

對齊：其他成員在放入結構體時，其起始偏移量能整除自身對齊數稱為對齊。

指定乙個對齊數：

#pragma pack(1) 只能設1 2 4 8 16 32……2^n。

每個變數對齊數和指定對齊數比較，選擇較小的對齊數，作為該變數的對齊數。

結構體大小測試：

#include #includestruct s1
;struct s2
;struct s3
;struct s4
;int main()

執行結果：

練習：struct b

;struct a

;解答：

對於結構體b的大小，起始偏移量為0，a的大小為1，故自身對齊數為1可以整除。

b的起始偏移量為1，b的對齊數為4，1不能整除4，故需要3個位元組的空間使其對齊。

c的起始偏移量為（1+3+4）8，對齊數為2，8能整除2，故直接加2。最後由規則3，結構體總大小為最大對齊數的整數倍，結構體中b的最大對齊數為4，故最後對齊時再加2，即8+2+2=12，所以結構體b的大小為12。

對於結構體a的大小，結構體a中巢狀結構體b，由規則4：如果巢狀了結構體（b）的情況，巢狀的結構體(b)對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，結構體（a）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。結構體a的大小：1+3+4+3+1+4+12+1+12+3=44。

union 共用體名;

結構體和共用體的區別在於：結構體的各個成員會占用不同的記憶體，互相之間沒有影響；而共用體的所有成員占用同一段記憶體，修改乙個成員會影響其餘所有成員。

結構體占用的記憶體大於等於所有成員占用的記憶體的總和（成員之間可能會存在縫隙），所以聯合占用的記憶體大小也要考慮自身記憶體對齊。共用體使用了記憶體覆蓋技術，同一時刻只能儲存乙個成員的值，如果對新的成員賦值，就會把原來成員的值覆蓋掉。

聯合的占用記憶體的大小計算：只需要整除最大對齊數即可，最後類似根據結構體規則3：結構體總大小為最大對齊數（每個成員變數都有乙個對齊數）的整數倍。如果不是整數倍，說明沒有對齊，需要將總大小擴充套件至能整除最大對齊數的位置。即可算出聯合的大小。

測試**如下：

#include #includeunion un1 
;union un2
;int main()

測試結果：

關於C語言中結構體 聯合的記憶體對齊