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[C++知识库]C++ 结构体字节对齐规则

先介绍三个概念:自身对齐值、指定对齐值、有效对齐值。

自身对齐值:数据类型自己的对齐值,例如char类型的自身对齐值是1,short类型是2;

指定对齐值:编译器或程序员指定的对齐值,32位的指定对齐值默认是4;

有效对齐值:自身对齐值和指定对齐值中较小的那个。

对齐有两个规则

一、不但结构体的成员有有效对齐值,结构体自己也有对齐值,这主要是考虑结构体的数组,对于结构体或者类,要将其补齐为其有效对齐值的整数倍。结构体的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值

二、存放成员的起始地址必须是该成员有效对齐值的整数倍

typedef struct A {
		char a;
		char b;
		char c;
		char d;
	} structA; 
	typedef struct B {
		char a;
		short b; 
		char c;
		char d;
	} structB; 
	typedef struct C{
		char a;
		int b; 
		char c;
		char d;
	} structC; 
	typedef struct D {
	char a;
	double b; 
	char c;
	char d;
	} structD;

在32位下:

假如结构体起始地址是0x0000

成员a的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0000是1的整数倍,故a存放起始地址是0x0000,占一个字节;

成员b的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0001是1的整数倍,故b存放起始地址是0x0001,占一个字节;

成员c的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0002是1的整数倍,故c存放起始地址是0x0002,占一个字节;

成员d的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0003是1的整数倍,故d存放起始地址是0x0003,占一个字节;

此时结构体A的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值,它的成员都是char类型,故结构体A的有效对齐值是1。

结构体A的存储结构以下,其中Y是根据规则1补齐的字节,x是规则2补齐的字节。

0x0000

0x00001

0x0002

0x0003

a

b

c

d

根据以上规则能够知道其余结构体的存储结构:

结构体B占6个字节

0x0000

0x00001

0x0002

0x0003

0x0004

0x0005

a

x

b

b

c

d

结构体C占12个字节

成员a的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0000是1的整数倍,故a存放起始地址是0x0000,占一个字节;

成员b的自身对齐值4,指定对齐值4,因此有效对齐值是4,地址0x0004是4的整数倍,故b存放起始地址是0x0004,占四个字节;

成员c的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0008是1的整数倍,故c存放起始地址是0x0008,占一个字节;

成员d的自身对齐值1,指定对齐值4,因此有效对齐值是1,地址0x0009是1的整数倍,故d存放起始地址是0x0009,占一个字节;

结构体C的成员占据10个字节,而结构体C的有效对齐值是其成员b的自身对齐值4,10不是4的倍数,故还需补齐两个字节,此时结构体C占据12个字节,是4的倍数

以下:

0x0000

0x00001

0x0002

0x0003

0x0004

0x0005

0x0006

0x0007

0x0008

0x0009

0x000A

0x000B

a

x

x

x

b

b

b

b

c

d

Y

Y

结构体D占16个字节

0x0000

0x00001

0x0002

0x0003

0x0004

0x0005

0x0006

0x0007

0x0008

0x0009

0x000A

0x000B

0x000C

0x000D

0x000E

0x000F

a

x

x

x

b

b

b

b

b

b

b

b

c

d

Y

Y

代码验证以下:

?

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加:2022-05-24 17:55:54  更:2022-05-24 17:55:59 
 
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