C++内存对齐
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一、什么是内存对齐
二、内存对齐的方式
1、 采用#pragma pack(n)来对齐
(1)指定一字节对齐#pragma pack(1)
(2)指定两个字节对齐#pragma pack(2)
2、结构体的对齐方式
一、什么是内存对齐
首先我们先来了解一下为什么需要内存对齐,内存对齐的好处在哪里?
我们都知道在32位计算机中,int类型占据4个字节,double占据8个字节,char占据1个字节。下面代码
void main(){ double Ser_double; int Ser_int; char Serve_char;}
你以为上面的变量Ser_double、Ser_int、Ser_char存放在内存是这样的吗:
NO!你错了,变量在内存的存放是这样的:
因为变量的存放会遵循对齐原则,从上图可以看到三个变量存放后还有一个空的字节会被补齐。补齐的原因是因为计算机在内存取数据是按照固定一个长度的,像32位机,每次取32个位,也就是4个字节(一个字节等于8位),如果内存没有对齐的话,那么当某一次取数据的时候,取到变量的边界值了,那就需要取两次(也就是第一次取了int变量的前两个字节,第二次取后两个字节)。如果我们把内存对齐了,那么计算机每次在取数据时就只需要取一次就够了。
注意:之所以计算机取数据是固定长度取的是因为为了提高效率。
在32位编译器中各变量类型的字节数:
char | 1 |
short | 2 |
int | 4 |
float | 4 |
double | 8 |
long | 4(64位编译器中是8) |
long long | 8 |
指针 | 4(64位编译器中是8) |
二、内存对齐的方式
那么内存对齐的规则有哪些呢?
1、 采用#pragma pack(n)来对齐
通过预编译命令#pragma pack(n)来指定有效对齐值,也就是n可以指定程序中的变量对齐字节数,但是不是一定都按照n个字节来对齐,是需要n的值比结构体数据成员的大小小才会起作用。
(1)指定一字节对齐#pragma pack(1)
Struct Student{ char c; int i; short s;};Student serven;
此时sizoof(serven) = 7;
(2)指定两个字节对齐#pragma pack(2)
Struct Student{ char c; int i; short s;};Student serven;
此时sizoof(serven) = 8;
2、结构体的对齐方式
结构体的对齐方式是按照结构体中的最大字节数的变量来确定的,例如:
struct Student{ double StuNo; int ClaNo; char Name[7]; int Count;};
从图中可以看到结构体定义了一个double,两个int和一个char数组类型。可以得到:
第一个变量是从offset为0进行存放,接下来的变量将以自身的字节数的整数倍进行存放,char是一个字节,那么它可以在内存的任意偏移量进行存放,int是四个字节,那么它只能在4的整数倍(0,4,8,12,...)进行存放,不够位置的要进行填充,如上图char数组存放好后需要填充一个字节到达4的整数倍开始存放int类型的变量,double变量也是,它需要存放位置在8的整数倍(0,8,16,...)。
还有就是sizeof()是返回结构体占有的字节数:
Student serven_stu;sizeof(serven_stu); // 打印结果是:24