查漏补缺一些结构体问题

• 结构体在内存中的对齐规则
• • 示例
• 为什么要理解字节对齐问题
• 结构体和联合体的区别

结构体在内存中的对齐规则

1. 结构体变量的首地址，必须是结构体变量中最大基本数据类型成员所占字节数的整数倍。
2. 结构体变量中的每个成员相对于结构体首地址的偏移量，都是该成员基本数据类型所占字节数的整数倍。
3. 结构体变量的总大小，为结构体变量中最大基本数据类型成员所占字节数的整数倍。

不好理解，用例子来看

示例

示例1

struct node
{
	char a;
	int b;
	double c;
};

int main(void)
{
	struct node S1;

	printf("size of S1 is %d\n", sizeof(S1));

	return 0;
}

结果：

原因：
结构体中的成员是按照定义顺序一个一个放入内存的，但并不是紧密排列。
从结构体存储的首地址开始，每个元素放置到内存中时，都会认为内存是以它自己的大小来划分的，因此元素放置的位置一定会在自己的所占字节数的整数倍上开始。

就上个例子来说，当系统为a开辟空间后，再存放整型变量b时，会以四个字节为单位进行存储，但第一个四字节块已经被a占了，所以b会存到下一个四字节块中，同理double类型的变量c会以八字节进行存储，第一个八字节块有数据，就找下一八字节块。

示例二

struct node
{
	char a;
	double b;
	int c;
};

该变一下b和c的类型,我这里相当于把double类型放到第二个位置
运行结果：

这说明了规则的第三条：
结构体变量的总大小，为结构体变量中最大基本数据类型成员所占字节数的整数倍。

当为最后一个int类型变量开辟空间后,发现总大小不是最大类型double所占字节数的整数倍，那就要补齐。
图示：

为什么要理解字节对齐问题

总结：

1. 内存大小的基本单位是字节，但cpu并不是逐字节读写内存，而是以2，4或8的倍数的字节块来读写内存。因此，就会对基本数据类型的地址做出一些限制，即它的地址必须是2，4或8的倍数，要求他们按照这个规则排列，这就是对齐。
2. 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。
3. 不同的平台对齐方式可能不同，这就导致同样的结构在不同的平台大小可能不一样，互相发送的数据可能出现错乱。

结构体和联合体的区别

联合体和结构体有相同之处，但两者有本质的不同。
结构体中，各成员有各自的内存空间；
而联合体的成员共用一块内存，这块内存的大小是各成员中最大类型所占的字节大小。

这里说的共享不是指把多个成员同时装入一个联合体变量内，而是指该联合变量可被赋予任一成员值，每次只能赋一种值，赋入新值会冲去旧值。

示例：

struct node
{
	char a;
	int b;
	double c;
};

union node2
{
	char a;
	int b;
	double c;
};
int main(void)
{
	struct node S1;
	union node2 S2;
	printf("size of S1 is %d\n", sizeof(S1));
	printf("sizeof S2 is %d\n", sizeof(S2));
	return 0;
}

标签：字节,int,double,联合体,内存,一些,变量,结构
来源： https://blog.csdn.net/m0_56257585/article/details/120584476