C语言中sizeof求结构体大小(让你真正了解结构体成员在内存中的分布情况)

今天我在写程序的时候我发现当一个结构体里面的成员变量相同的时候但是顺序不同的时候,所消耗的内存大小是不一样的,

因为我对内存的消耗很敏感,我想它具体是怎么用的 ,于是我具体看了下关于结构体成员在内存里面的分布情况

在这里我在这里记录下我的理解心得:

我们都知道运算符sizeof可以计算出给定类型的大小,对于32位系统来说,sizeof(char) = 1; sizeof(short)=2;sizeof(int) = 4.基本数据类型的大小很好计算,

我们来看一下如何计算构造数据类型的大小。
C语言中的构造数据类型有三种:数组、结构体和共用体。

数组是相同类型的元素的集合,只要会计算单个元素的大小,整个数组所占空间等于基础元素大小乘上元素的个数

下面我举几个例子和大家说明下;

先介绍一个相关的概念——偏移量:偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址的差。结构体大小等于最后一个成
员的偏移量加上最后一个成员的大
小。由于存储变量时地址对齐的要求,编译器在编译程序时会遵循两条原则:一、结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍(0被认为是任何数的整数倍) 二、结构体大小必须是所有成员大小的整数倍。

例如:

struct stu1
          {
                int i;
                char c;
                int j;
          };

像我们第一个变量i的首地址为0;字符大小为4,第二个变量c的偏移量为(0+4);第三个成员变量j的偏移量为(4+1)=5;但是5不是成员函数的整数倍,所以偏移量会自动往后偏移3个地址,所以偏移量为8.结构体大小为8+4=12;12正好都是所有变量的整数倍,因此这个结构体的大小就是12。

上面的例子中前两个成员的偏移量都满足要求,但第三个成员的偏移量为5,并不是自身(int)大小的整数倍。编译器在处理时会在第二个成员后面补上3个空字节,使得第三个成员的偏移量变成8。
对照第二条,结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小,上面的例子中计算出来的大小为12,满足要求。


我们在来看这个例子:

struct stu3
          { 
                char c1; 
                int i;
                char c2;
          }
struct stu4
          {
                char c1;
                char c2;
                int i;
          }
虽然结构体stu3和stu4中成员都一样,但sizeof(struct stu3)的值为12而sizeof(struct stu4)的值为8。

在这里我教大家一个简单的算法,好用,正确,快捷。

首先我们算出倒数第1个变量的偏移量。例如struct stu3:

变量c2的偏移量为(1+4)=5,因为5不是成员变量的整数倍所以偏移三个位置所以偏移量为8,结构体大小为8+1=9,又因为不是整数倍所以取最小公倍数为12;因此结构体大小是12,

再看struct stu4,我们看变量i 的偏移量为2,不能整除4,因此偏移量为4,所以结构体大小为4+4=8,都能整除符合要求。



如果结构体中的成员又是另外一种结构体类型时应该怎么计算呢?只需把其展开即可。但有一点需要注意,展开后的结构体的第一个成员的偏移量应当是被展开的结构体中最大的成员的整数倍。看下面的例子

struct stu5
                {
                short i;
                struct 
                {
                   char c;
                   int j;
                } ss; 
                int k;
          }
结构体stu5的成员ss.c的偏移量应该是4,而不是2。整个结构体大小应该是16。








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