好贷网好贷款

C语言深度解剖读书笔记(3.结构体中内存对齐问题)

发布时间:2016-12-5 16:42:19 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"C语言深度解剖读书笔记(3.结构体中内存对齐问题)",主要涉及到C语言深度解剖读书笔记(3.结构体中内存对齐问题)方面的内容,对于C语言深度解剖读书笔记(3.结构体中内存对齐问题)感兴趣的同学可以参考一下。

很多人都觉得内存对齐这个问题很难,很不好算,总算错,其实我想说只要你画一画就没那么难了。好了,进入正题。 本节知识点: 1.结构体为什么要内存对齐(也叫字节对齐): 其实我们都知道,结构体只是一些数据的集合,它本身什么都没有。我们所谓的结构体地址,其实就是结构体第一个元素的地址。这样,如果结构体各个元素之间不存在内存对齐问题,他们都挨着排放的。对于32位机,32位编译器(这是目前常见的环境,其他环境也会有内存对齐问题),就很可能操作一个问题,就是当你想要去访问结构体中的一个数据的时候,需要你操作两次数据总线,因为这个数据卡在中间,如图: 在上图中,对于第2个short数据进行访问的时候,在32位机器上就要操作两次数据总线。这样会非常影响数据读写的效率,所以就引入了内存对齐的问题。 另外一层不太重要的原因是:某些硬件平台只能从规定的地址处取某些特定类型的数据,否则会抛出硬件异常。 2.内存对齐的规则:     a.第一个成员起始于0偏移处     b.每个成员按其类型大小和指定对齐参数n中较小的一个进行对齐     c.结构体总长度必须为所有对齐参数的整数倍     d.对于数组,可以拆开看做n个数组元素 3.来几个小例子,画画图,有助于理解: 第一个例子,代码如下: [cpp] view plaincopyprint? #include <stdio.h>  struct _tag_str1  {      char a;      int b;      short c;  }str1;    struct _tag_str2  {      char a;      short c;      int b;  }str2;    int main()  {      printf("sizeof str1 %d\n",sizeof(str1));      printf("sizeof str2 %d\n",sizeof(str2));      return 0;  }    #include <stdio.h> struct _tag_str1 { char a; int b; short c; }str1; struct _tag_str2 { char a; short c; int b; }str2; int main() { printf("sizeof str1 %d\n",sizeof(str1)); printf("sizeof str2 %d\n",sizeof(str2)); return 0; } 输出的结果分别是:str1为12    str2为8,分析的过程如下图: 看图很自然就知道了str1为12个字节,str2为8个字节。 第二个例子,上面的那个例子有好多问题还没有考虑到,比如说上面的那个例子在8字节对齐,和4字节对齐的情况都是一样的。结构体中嵌套结构体的内存对齐怎么算,所以就有了这个例子,代码如下: [cpp] view plaincopyprint? #include <stdio.h>    #pragma pack(8)  //#pragma pack(4)  struct S1  {      short a;      long b;  };    struct S2  {      char c;      struct S1 d;      double e;  };    #pragma pack()    int main()  {      struct S2 s2;            printf("%d\n", sizeof(struct S1));      printf("%d\n", sizeof(struct S2));      printf("%d\n", (int)&(s2.d) - (int)&(s2.c));        return 0;  }   #include <stdio.h> #pragma pack(8) //#pragma pack(4) struct S1 { short a; long b; }; struct S2 { char c; struct S1 d; double e; }; #pragma pack() int main() { struct S2 s2; printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", sizeof(struct S2)); printf("%d\n", (int)&(s2.d) - (int)&(s2.c)); return 0; } 在Dev c++中,默认的是8字节对齐。我们分析下在4字节对齐的情况下输出的是,S2是20,S1是8,分析如图: 在4字节对齐的情况中,有一个问题值得注意:就是图中画1的地方。这里面本应short是可以上去的。但是对于结构体中的结构体一定要十分警惕,S1是一体的,short已经由于long进行了内存对齐,后面还空了两个字节的内存,其实此时的short已经变成了4个字节了!!!即结构体不可拆,不管是多少字节对齐,他们都是一体的。所有的圈都变成了叉。所以说结构体只能往前篡位置,不能改变整体。 我们在分析一些8字节对齐的情况,如图: 同样,到这里又有一个字节对齐的原则要好好重申一下:就是以什么为对齐参数,首先我们要知道编译器或者自己定义的是多少字节对齐的,这个数为n。然后我们要看这个结构体中的各个数据类型,找到所占字节数最大的类型,为m。如果n大于m,就以m为对齐参数,比如说一个4字节对齐的结构体中都是short,那这个结构体以什么为对齐参数,当然是2了,如果m大于n,就以n为对齐参数,比如说在4字节对齐的情况下的double类型。  以上就是我对内存对齐的小总结,最最想要说明的就是两大段红色的部分。    

上一篇:C语言深度解剖读书笔记(3.预编译处理)
下一篇:premake Ubuntu下的安装

相关文章

相关评论