结构体中数据的对齐性

2019-04-14 11:56发布

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对齐性         对齐性是一种内存地址的特性，表现为内存地址模上 2 的幂。例如，内存地址 0x0001103F 模 4 结果为 3 ；这个地址就叫做与 4n ＋ 3 对齐， 4 指出了所选用的 2 的幂的值。内存地址的对齐性取决于所选择的关于 2 的幂值。同样的地址模 8 结果为 7 。          一个内存地址符合表达式 Xn ＋ 0 ，那么就说该地址对齐于 X 。          CPU 执行指令就是对存储于内存上的数据进行操作，这些数据在内存上是以地址为标记的。对于地址来说，单独的数据会有其占用内存的字节数。如果它的地址对齐于它的字节数，那么就称作该数据自然对齐，否则称为未对齐。例如，一个标记 8 字节的浮点数据的地址对齐于 8 ，那么这个数据就自然对齐。   数据对齐性的编译处理        设备编译器以一种防止造成数据未对齐的方式来对数据进行地址分配。          对于单个的数据类型，编译器为其分配的地址是数据类型字节数的倍数。因此，编译器分配给 long 型变量的地址为 4 的倍数，就是说以 2 进制表示地址的话，最后两位为 0 。          另外，编译器以一种自然对齐每个结构成员的方式来填充结构体。参看下面的代码里面的结构体 struct x_ 。        struct x_       {             char a;     // 1 byte             int b;      // 4 bytes             short c;    // 2 bytes             char d;     // 1 byte       } MyStruct;         编译器填充这个结构以使其自然对齐。   例如       下面的代码说明了编译器是如何在内存中填充的。         // Shows the actual memory layout       struct x_      {            char a;            // 1 byte            char _pad0[3];     // padding to put 'b' on 4-byte boundary            int b;            // 4 bytes            short c;          // 2 bytes            char d;           // 1 byte            char _pad1[1];    // padding to make sizeof(x_) multiple of 4      }        两种定义在作sizeof(struct x_)运算都会返回12字节。         第二种定义含有两种填充成分：                *char _pad0[3]使得int b 在4字节边界上对齐                *char _pad1[1]使得结构数组struct _x  bar[3]对齐。              填充使得bar[3]各个变量能够自然对齐。   请看下面的结构： struct MyStruct { double dda1; char dda; int type }; 对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢？sizeof(MyStruct)为多少呢？也许你会这样求： sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13 但是当在VC中测试上面结构的大小时，你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗？ 其实，这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度，VC对一些变量的起始地址做了“对齐”处理。在默认情况下，VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。 类型 对齐方式（变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量） Char 偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数 int 偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数 float 偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数 double 偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数 Short 偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数 各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间，同时按照上面的对齐方式调整位置，空缺的字节VC会自动

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