C语言结构体的字节对齐及指定对齐方式.doc

内存中结构体的内存对齐
一、字节对齐作用和原因：对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下HYPERLINK"http://www.2cto.com/kf"\t"_blank"编程必须保证字节对齐，其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据，显然在读取效率上下降很多。二、字节对齐规则：四个重要的概念：1．数据类型自身的对齐值：对于char型的数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int，float，double类型，其自身对齐值为4个字节。2．结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。3．指定对齐值：#pragmapack(value)时指定的对齐value。4．数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。补充：1).每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度。2).复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度。3).对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。#pragmapack(1)structtest{staticinta;//staticvardoublem4;charm1;intm3;}#pragmapack()//sizeof(test)=13;Classtest1{};//sizeof(test1)=1;/*注明：1、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响，因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关；2、没有成员变量的结构或类的大小为1，因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。*/#pragmapack(1)structtest{staticinta;//staticvardoublem4;charm1;intm3;}#pragmapack()//sizeof(test)=13;Classtest1{};//sizeof(test1)=1;/*注明：1、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响，因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关；2、没有成员变量的结构或类的大小为1，因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。*/示例：//分析下面的例子C：//#pragmapack(2)/*指定按2字节对齐*/structC{charb;inta;shortc;};#pragmapack()//恢复对齐状态/*第一个变量b的自身对齐值为1，指定对齐值为2，所以，其有效对齐值为1，假设C从0x0000开始，那么b存放在0x0000，符合0x0000%1=0；第二个变量，自身对齐值为4，指定对齐值为2，所以有效对齐值为2，所以顺序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四个连续的字节空间中，符合0x0002%2=0。第三个变量c的自身对齐值为2，所以有效对齐值为2，顺序在0x0006、0x0007中，符合0x0006%2=0。所以从0x0000到0x0007共八字节存放的是structC的变量。又structC的自身对齐值为4，所以structC的有效对齐值为2。又8%2=0，structC只占用0x0000到0x0007的八个字节。所以sizeof(structC)=8。如果把上面的#pragmapack(2)改为#pragmapack(4)，那么我们可以得到结构的大小为12。*/
//再看下面这个例子//#pragmapack(8)structS1{chara;longb;};structS2{charc;structS1d;longlonge;};#pragmapack()sizeof(S2)结果为24./*S1中:成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;S2中:c和S1中的a一样,按1字节对齐,d是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字