01、初学者对于结构体内存对齐与补齐的理解
sizeof进行结构体大小的判断
sizeof进行结构体大小的判断 typedef struct { int a; char b; }A_t; typedef struct { int a; char b; char c; }B_t; typedef struct { char a; int b; char c; }C_t; void main() { char*a=0; cout< 2. 语法： sizeof有三种语法形式，如下： 1) sizeof( object ); // sizeof( 对象); 2) sizeof( type_name ); // sizeof( 类型); 3) sizeof object; // sizeof 对象; 5. 指针变量的sizeof 既然是来存放地址的，那么它当然等于计算机内部地址总线的宽度。所以在32位计算机中，一 个指针变量的返回值必定是4（以字节为单位），可以预计，在将来的64位系统中指针变量的sizeof结果为8。 char* pc = "abc"; int* pi; string* ps; char** ppc = &pc; void (*pf)();// 函数指针 sizeof( pc ); // 结果为4 sizeof( pi ); // 结果为4 sizeof( ps ); // 结果为4 sizeof( ppc ); // 结果为4 sizeof( pf );// 结果为4 指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系，正是由于所有的指针变量所占内存大小相等，所以MFC消息处理函数使用两个参数WPARAM、LPARAM 就能传递各种复杂的消息结构（使用指向结构体的指针）。 6. 数组的sizeof 数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数，如： char a1[] = "abc"; int a2[3]; 1、当说明一个结构体变量时系统分配给它的内存是A A）各成员所需内存量的总和 B）结构中第一个成员所需内存量 C）成员中占内存量最大者所需的容量 D）结构中最后一个成员所需内存量 2、以下对结构体类型变量td的定义中，错误的是C A）typedef struct aa {int n; fliat m; }AA; AA td; B）struct aa {int n; fliat m; }; struct aa td; C）struct yy {int n; float m; }aa; Struct yy td; D）struct yy { int n; float m; }td; 3、下列程序的输出结果是B struct abc { int a, b, c; }; main() { struct abc s[2]={{1,2,3},{4,5,6}}; int t; t=s[0].a+s[1].b; printf("%d \n",t); } A）5 B）6 C）7 D）8 4、设有如下说明A typedef struct yy { int n; char c; double x;}STD; 则以下选项中，能正确定义结构体数组并赋初值的语句是 A）STD tt[2]={{1,'A',62},{2, 'B',75}}; B）STD tt[2]={1,"A",62},{2, "B",75}; C）struct yy tt[2]={{1,'A'},{2, 'B'}}; D）struct yy tt[2]={{1,"A",62.5},{2,"B",75.0}}; 5、在32位IBM-PC机上使用C语言，若有如下定义 struct data { int i; char ch[8]; double f; }b; 则结构变量b占用内存的字节数是C A）13 B）8 C）16 D）24 对齐方式 为什么会有内存对齐？ 在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间；各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。在缺省情况下，C编译器为每一个变量或数据单元按其自然对界条件分配空间。 字，双字，和四字在自然边界上不需要在内存中对齐。（对字，双字，和四字来说，自然边界分别是偶数地址，可以被4整除的地址，和可以被8整除的地址。）无论如何，为了提高程序的性能，数据结构（尤其是栈）应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；然而，对齐的内存访问仅需要一次访问。 一个字或双字操作数跨越了4字节边界，或者一个四字操作数跨越了8字节边界，被认为是未对齐的，从而需要两次总线周期来访问内存。一个字起始地址是奇数但却没有跨越字边界被认为是对齐的，能够在一个总线周期中被访问。 某些操作双四字的指令需要内存操作数在自然边界上对齐。如果操作数没有对齐，这些指令将会产生一个通用保护异常（#GP）。双四字的自然边界是能够被16整除的地址。其他的操作双四字的指令允许未对齐的访问（不会产生通用保护异常），然而，需要额外的内存总线周期来访问内存中未对齐的数据。 影响结构体的sizeof的因素： 1）不同的系统（如32位或16位系统）：不同的系统下int等类型的长度是变化的，如对于16位系统，int的长度（字节）为2，而在32位系统下，int的长度为4；因此如果结构体中有int等类型的成员，在不同的系统中得到的sizeof值是不相同的。 2）编译器设置中的对齐方式：对齐方式的作用常常会让我们对结构体的sizeof 值感到惊讶，编译器默认都是8字节对齐。 对齐: 为了能使CPU对变量进行高效快速的访问，变量的起始地址应该具有某些特性，即所谓的“对齐”。例如对于4字节的int类型变量，其起始地址应位于4字节边界上，即起始地址能够被4整除。变量的对齐规则如下（32位系统） 第9章结构体 1．定义以下结构体类型 struct s { int a; char b; float f; }; 则语句printf("%d",sizeof(struct s))的输出结果为【】。 A) 3 B) 7 C) 6 D) 4 2．当定义一个结构体变量时，系统为它分配的内存空间是【】 A）结构中一个成员所需的内存容量 B）结构中第一个成员所需的内存容量 C）结构体中占内存容量最大者所需的容量 D）结构中各成员所需内存容量之和 3．定义以下结构体类型 struct s { int x; float f; }a[3]; 语句printf("%d",sizeof(a))的输出结果为【】 A) 4 B) 12 C) 18 D) 6 7．定义以下结构体类型 struct student { char name[10]; int score[50]; float average; }stud1; 则stud1占用内存的字节数是【】。 A) 64 B) 114 C) 228 D) 7 9、设有一结构体类型变量定义如下： struct date { int year; int month; int day; }; struct worklist { char name[20]; char sex; struct date birthday; } person; 若对结构体变量person的出生年份进行赋值时，下面正确的赋值语句是。。。。 A. year=1976 B. birthday.year=1976 C. person.birthday.year=1976 D. person.year=1976 1、若程序中有以下的说明和定义： struct abc { int x;char y; } 花括号后少了分号。 struct abc s1,s2; 则会发生的情况是______。 A) 编译时错B) 程序将顺序编译、连接、执行C) 能顺序通过编译、连接、但不能执行D) 能顺序通过编译、但连接出错 关于 C 语言中的结构体对齐 (1)什么是字节对齐 一个变量占用 n 个字节，则该变量的起始地址必须能够被n 整除，即: 存放起始地址 % n = 0 ，对于结构体而言，这个 n 取其成员种的数据类型占空间的值最大的那个。 (2)为什么要字节对齐 内存空间是按照字节来划分的，从理论上说对内存空间的访问可以从任何地址开始，但是在实际上不同架构的 CPU 为了提高访问内存的速度，就规定了对于某些类型的数据只能从特定的起始位置开始访问。这样就决定了各种数据类型只能按照相应的规则在内存空间中存放，而不能一个接一个的顺序排列。 举个例子，比如有些平台访问内存地址都从偶数地址开始，对于一个 int 型( 假设 32 位系统 )，如果从偶数地址开始的地方存放，这样一个读周期就可以读出这个 int 数据，但是如果从奇数地址开始的地址存放，就需要两个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到这个 int 数据，这样明显降低了读取的效率。 (3)如何进行字节对齐 每个成员按其类型的对齐参数 (通常是这个类型的大小 )和指定对齐参数 ( 不指定则取默认值 ) 中较小的一个对齐，并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍 ,不够就补空字节。 这个规则有点苦涩，可以把这个规则分解一下，前半句的意思先获得对齐值后与指定对齐值进行比较 ,其中对齐值获得方式如下： 1. 数据类型的自身对齐值为：对于 char 型数据，其自身对齐值为 1 ，对于 short 型为 2 ，对于 int, long, float 类型，其自身对齐值为 4 ，对于 double 类型其自身对齐值为 8 ，单位为字节。 2. 结构体自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。 其中指定对齐值获得方式如下： #pragma pack (value) 时的指定对齐值 value 。 未指定则取默认值。 后半句的意思是主要是针对于结构体的长度而言，因为针对数据类型的成员，它仅有一个对齐参数，其本身的长度、于这个对齐参数，即 1 倍。对于结构体而言，它可能使用了多种数据类型，那么这句话翻译成对齐规则：每个成员的起始地址 % 自身对齐值 = 0 ，如果不等于0 则先补空字节直至这个表达式成立。 换句话说，对于结构体而言，结构体在在内存的存放顺序用如下规则即可映射出来： ( 一)每个成员的起始地址 % 每个成员的自身对齐值 = 0 ，如果不等于 0 则先补空字节直至这个表达式成立； ( 二 ) 结构体的长度必须为结构体的自身对齐值的整数倍, 不够就补空字节。 举个例子： #pragmapack(8) structA{ chara; longb; }; structB{ 《动态分配内存与数据结构》习题 学号姓名 一、选择题 1、是一种限制存取位置的线性表，元素的存取必须服从先进先出的规则。 A．顺序表B．链表C．栈D．队列 2、是一种限制存取位置的线性表，元素的存取必须服从先进后出的规则。 A．顺序表B．链表C．栈D．队列 3、与顺序表相比，链表不具有的特点是。 A．能够分散存储数据，无需连续内存空间 B．插入和删除无需移动数据 C．能够根据下标随机访问 D．只要内存足够，没有最大长度的限制 4、如果通过new运算符动态分配失败，返回结果是。 A．-1 B．0 C．1D．不确定 5、实现深复制中，不是必须自定义的。 A．构造函数B．复制构造函数 C．析构函数D．复制赋值操作符函数 6、分析下列代码是否存在问题，选择合适的选项：。 int main(void) { int *p = new int [10]; p = new int [10]; delete [] p; p = NULL; return 0; } A．没有问题 B．有内存泄漏 C．存在空悬指针 D．存在重复释放同一空间 7、通过new运算符动态分配的对象，存储于内存中的。 A．全局变量与静态变量区 B．代码区 C．栈区 D．堆区 8、下列函数中，可以是虚函数。 A．构造函数 B．析构函数 C．静态成员函数 D．友元函数 9、关于通过new运算符动态创建的对象数组，下列判断中是错误的。 A. 动态创建的对象数组只能调用默认构造函数 B. 动态创建的对象数组必须调用delete []动态撤销 C. 动态创建的对象数组的大小必须是常数或常变量 D. 动态创建的对象数组没有数组名 10、顺序表不具有的特点是 A. 元素的存储地址连续 B. 存储空间根据需要动态开辟，不会溢出 C. 可以直接随机访问元素 D. 插入和删除元素的时间开销与位置有关 11、假设一个对象Ob1的数据成员是指向动态对象的指针，如果采用浅复制的方式复制该对象得到对象Ob2，那么在析构对象Ob1和对象Ob2时会的问题。 A. 有重复释放 B. 没有 C. 内存泄漏 D. 动态分配失败 12、假设对5个元素A、B、C、D、E进行压栈或出栈的操作，压栈的先后顺序是ABCDE，则出栈的先后顺序不可能是。 A. ABCDE B. EDCBA C. EDBCA D. BCADE 13、假设对4个元素A、B、C、D、E进行压栈或出栈的操作，压栈的先后顺序是ABCD，则出栈的先后顺序不可能是。 A. ABCD B. DCBA C. BCAD D. DCAB 14、通过new运算符动态创建的对象的存放在中。 A. 代码区 B. 栈区 C. 自由存储区 D. 全局数据区 15、链表不具有的特点是。 A. 元素的存储地址可以不连续 B. 存储空间根据需要动态开辟，不会溢出 C. 可以直接随机访问元素 D. 插入和删除元素的时间开销与位置无关 16、有关内存分配和释放的说法，下面当中错误的是 A．new运算符的结果只能赋值给指针变量 B．动态创建的对象数组必须调用delete []动态撤销 C．用new分配的空间位置是在内存的栈区 D．动态创建的对象数组没有数组名 17、关于栈，下列哪项不是基本操作 A．删除栈顶元素 B．删除栈底元素 C．判断栈是否为空 D．把栈置空 18、关于链表，说法错误的是 1.内存字节对齐和小端模式： /* 本程序是关于：编译器内存的字节对齐方式和存储时的小端对齐模式(win7 32bit) #pragma pack(n) 默认为8字节对齐，(即n=8)其中n的取值为1,2,4,8,16,32等 内存字节对齐大小和方式： 1)结构体内变量对齐： 每个变量的对齐字节数大小argAlignsize=min(#pragma pack(n),sizeof(变量))； 方式：结构体的第一个变量的初始偏移地址为0，其它变量的偏移地址(当前变量的起始地址)必须是argAlignsize的整数倍，不够整数倍的补空，不添加任何数据 2)结构体对齐： 结构体的对齐字节数大小strAlignsize=min(#pragma pack(n),sizeof(所有变量中最大字节的变量)) 方式： A.对于单独的结构体来说，结构体本身按照strAlignsize大小来对齐 B.结构体B在结构体A中时，结构体B的起始地址是结构体B的 strAlignsize大小的整数倍 小端对齐模式： 指针指着一个存储空间，存储空间地址由低到高的存储内容为：0x78,0x67,0x33,0x45 若指针为char，则获取的数据为0x78 若指针为short，则获取的数据为0x6778 若指针为long，则获取的数据为0x45336778 */ #include sse2指令集 1移动指令: 1. Movaps movaps XMM,XMM/m128 movaps XMM/128,XMM 把源存储器内容值送入目的寄存器,当有m128时,必须对齐内存16字节,也就是内存地址低4位为0. 2. Movups movups XMM,XMM/m128 movaps XMM/128,XMM 把源存储器内容值送入目的寄存器,但不必对齐内存16字节 3. Movlps movlps XMM,m64 把源存储器64位内容送入目的寄存器低64位,高64位不变,内存变量不必对齐内存16字节4. Movhps movhps XMM,m64 把源存储器64位内容送入目的寄存器高64位,低64位不变,内存变量不必对齐内存16字节. 5. Movhlps movhlps XMM,XMM 把源寄存器高64位送入目的寄存器低64位,高64位不变. 6. Movlhps movlhps XMM,XMM 把源寄存器低64位送入目的寄存器高64位,低64位不变. 7. movss movss XMM,m32/XMM 原操作数为m32时：dest[31-00] <== m32 dest[127-32] <== 0 原操作数为XMM时: dest[31-00] <== src[31-00] dest[127-32]不变 8. movmskpd movmskpd r32,XMM 取64位操作数符号位 r32[0] <== XMM[63] r32[1] <== XMM[127] r32[31-2] <== 0 9. movmskps movmskps r32,XMM 取32位操作数符号位 r32[0] <== XMM[31] r32[1] <== XMM[63] r32[2] <== XMM[95] r32[3] <== XMM[127] r32[31-4] <== 0 10. pmovmskb pmovmskb r32,XMM 取16位操作数符号位具体操作同前 r[0] <== XMM[7] r[1] <== XMM[15] r[2] <== XMM[23] r[3] <== XMM[31] r[4] <== XMM[39] r[5] <== XMM[47] r[6] <== XMM[55] r[7] <== XMM[63] r[8] <== XMM[71] r[9] <== XMM[79] r[10] <== XMM[87] r[11] <== XMM[95] r[12] <== XMM[103] r[13] <== XMM[111] r[14] <== XMM[119] r[15] <== XMM[127] r[31-16] <== 0 11. movntps movntps m128,XMM m128 <== XMM 直接把XMM中的值送入m128，不经过cache,必须对齐16字节. 12. Movntpd movntpd m128,XMM m128 <== XMM 直接把XMM中的值送入m128，不经过cache,必须对齐16字节. 13. Movnti movnti m32,r32 m32 <== r32 把32寄存器的值送入m32，不经过cache. 14. Movapd movapd XMM,XMM/m128 movapd XMM/m128,XMM 把源存储器内容值送入目的寄存器,当有m128时,必须对齐内存16字节 15. Movupd movupd XMM,XMM/m128 movapd XMM/m128,XMM 把源存储器内容值送入目的寄存器,但不必对齐内存16字节. 我感觉这两条指令同movaps 和movups 指令一样,不过又不确定. 16. Movlpd movlpd XMM,m64 movlpd m64,XMM 把源存储器64位内容送入目的寄存器低64位,高64位不变,内存变量不必对齐内存16字节 ［C++］字节对齐与结构体大小 ［C++］ 2010-09-24 21:40:26 阅读172 评论0 字号：大中小订阅 说明： 结构体的sizeof值,并不是简单的将其中各元素所占字节相加，而是要考虑到存储空间的字节对齐问题。这些问题在平时编程的时候也确实不怎么用到，但在一些笔试面试题目中出是常常出现，对sizeof我们将在另一篇文章中总结，这篇文章我们只总结结构体的sizeof，报着不到黄河心不死的决心，终于完成了总结，也算是小有收获，拿出来于大家分享，如果有什么错误或者没有理解透的地方还望能得到提点，也不至于误导他人。 一、解释 现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。 各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如 有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如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。 二、准则 其实字节对齐的细节和具体编译器实现相关，但一般而言，满足三个准则： 1. 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除； 2. 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节； 3. 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节。 三、基本概念 C语言内存对齐 分类：C/C++2012-04-05 20:54 1070人阅读评论(1) 收藏举报语言c编译器平台oo 首先由一个程序引入话题： 1//环境：vc6 + windows sp2 2//程序1 3 #include 程序的输出结果为： sizeof(st1) is 12 sizeof(st2) is 8 问题出来了，这两个一样的结构体，为什么sizeof的时候大小不一样呢？ 本文的主要目的就是解释明白这一问题。 内存对齐，正是因为内存对齐的影响，导致结果不同。 对于大多数的程序员来说，内存对齐基本上是透明的，这是编译器该干的活，编译器为程序中的每个数据单元安排在合适的位置上，从而导致了相同的变量，不同声明顺序的结构体大小的不同。 那么编译器为什么要进行内存对齐呢？程序1中结构体按常理来理解sizeof(st1)和sizeof(st2)结果都应该是7，4(int) + 2(short) + 1(char) = 7 。经过内存对齐后，结构体的空间反而增大了。 在解释内存对齐的作用前，先来看下内存对齐的规则： 1、对于结构的各个成员，第一个成员位于偏移为0的位置，以后每个数据成员的偏移量必须是min(#pragma pack()指定的数，这个数据成员的自身长度) 的倍数。 2、在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。 #pragma pack(n) 表示设置为n字节对齐。VC6默认8字节对齐 以程序1为例解释对齐的规则： C语言内存字节对齐规则 在C语言面试和考试中经常会遇到内存字节对齐的问题。今天就来对字节对齐的知识进行小结一下。 首先说说为什么要对齐。为了提高效率，计算机从内存中取数据是按照一个固定长度的。以32位机为例，它每次取32个位，也就是4个字节（每字节8个位，计算机基础知识，别说不知道）。字节对齐有什么好处？以int型数据为例，如果它在内存中存放的位置按4字节对齐，也就是说1个int的数据全部落在计算机一次取数的区间内，那么只需要取一次就可以了。如图a-1。如果不对齐，很不巧，这个int数据刚好跨越了取数的边界，这样就需要取两次才能把这个int的数据全部取到，这样效率也就降低了。 图：a-1 图：a-2 内存对齐是会浪费一些空间的。但是这种空间上得浪费却可以减少取数的时间。这是典型的一种以空间换时间的做法。空间与时间孰优孰略这个每个人都有自己的看法，但是C 语言既然采取了这种以空间换时间的策略，就必然有它的道理。况且，在存储器越来越便宜的今天，这一点点的空间上的浪费就不算什么了。 需要说明的是，字节对齐不同的编译器可能会采用不同的优化策略，以下以GCC为例讲解结构体的对齐. 一、原则： 1.结构体内成员按自身按自身长度自对齐。 自身长度，如char=1，short=2，int=4，double=8,。所谓自对齐，指的是该成员的起始位置的内存地址必须是它自身长度的整数倍。如int只能以0,4,8这类的地址开始 2.结构体的总大小为结构体的有效对齐值的整数倍 结构体的有效对齐值的确定： 1）当未明确指定时，以结构体中最长的成员的长度为其有效值 2）当用#pragma pack(n)指定时，以n和结构体中最长的成员的长度中较小者为其值。 3）当用__attribute__ ((__packed__))指定长度时，强制按照此值为结构体的有效对齐值 二、例子 1) struct AA{ //结构体的有效对齐值为其中最大的成员即int的长度4 char a; int b; char c; }aa 结果，sizeof（aa）=12 何解？首先假设结构体内存起始地址为0，那么地址的分布如下 0 a 1 2 3 4 b 5 b 6 b 7 b 8 c 9 10 11 char的字对齐长度为1，所以可以在任何地址开始，但是，int自对齐长度为4，必须以4的倍数地址开始。所以，尽管1-3空着，但b也只能从4开始。再加上c后，整个结构体的总长度为9，结构体的有效对齐值为其中最大的成员即int的长度4，所以，结构体的大小向上扩展到12，即9-11的地址空着。 2) //结构体的有效对齐值为其中最大的成员即int的长度4 struct AA{ char a; char c; int b; }aa sizeof（aa）=8，为什么呢 0 a 1 c 结构体对齐方式 结构体(struct)的sizeof值，并不是简单的将其中各元素所占字节相加，而是要考虑到存储空间的字节对齐问题。先看下面定义的两个结构体. struct { char a; short b; char c; }S1; struct { char a; char b; short c; }S2; 分别用程序测试得出sizeof(S1)=6 , sizeof(S2)=4 可见，虽然两个结构体所含的元素相同，但因为其中存放的元素类型顺序不一样，所占字节也出现差异。这就是字节对齐原因。通过字节对齐，有助于加快计算机的取数速度，否则就得多花指令周期。 字节对齐原则： 结构体默认的字节对齐一般满足三个准则： 1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除； 2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员自身大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）； 3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节（trailing padding）。 通过这三个原则，就不难理解上面两个struct的差异了. 对于struct S1, 为了使short变量满足字节对其准则(2), 即其存储位置相对于结构体首地址的offset是自身大小(short占2个字节)的整数倍，必须在字节a后面填充一个字节以对齐；再由准则(3),为了满足结构体总大小为short大小的整数倍，必须再在c后面填充一个字节。对于struct S2, 却不必如上所述的填充字节，因为其直接顺序存储已经满足对齐准则。 如果将上面两个结构体中的short都改为int(占4个字节), 那么会怎么样呢？程序得出sizeof(S1)=12, sizeof(S2)=8 利用上面的准则，也不难计算得出这样的结果。S1中在a后面填充3个字节、在c后面填充3个字节，这样一共12个字节；S2中在a、b顺序存储之后填充两个字节用以对其，这样一共就8个字节。 当然，在某些时候也可以设置字节对齐方式。这就需要使用 #pragma pack 。 #pragma pack(push) //压栈保存 #pragma pack(1)// 设置1字节对齐 struct { char a; short b; char c; }S1; #pragma pack(pop) // 恢复先前设置 如上所示，将对其方式设为1字节对齐，那么S1就不填充字节，sizeof为各元素所占字节之和即4。这一点在从外部2进制文件中读入struct大小的数据到struct中,是很有用的。 另外，还有如下的一种方式： 解析C语言结构体对齐(内存对齐问题) C语言结构体对齐也是老生常谈的话题了。基本上是面试题的必考题。内容虽然很基础，但一不小心就会弄错。写出一个struct，然后sizeof，你会不会经常对结果感到奇怪？sizeof的结果往往都比你声明的变量总长度要大，这是怎么回事呢？ 开始学的时候，也被此类问题困扰很久。其实相关的文章很多，感觉说清楚的不多。结构体到底怎样对齐？ 有人给对齐原则做过总结，具体在哪里看到现在已记不起来，这里引用一下前人的经验（在没有#pragma pack宏的情况下）： 原则1、数据成员对齐规则：结构（struct或联合union）的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始（比如int在32位机为４字节，则要从4的整数倍地址开始存储）。 原则2、结构体作为成员：如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。（struct a里存有struct b，b里有char，int，double等元素，那b应该从8的整数倍开始存储。） 原则3、收尾工作：结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐。 这三个原则具体怎样理解呢？我们看下面几个例子，通过实例来加深理解。 例1：struct { short a1; short a2; short a3; }A; struct{ long a1; short a2; }B; sizeof(A) = 6; 这个很好理解，三个short都为2。 sizeof(B) = 8; 这个比是不是比预想的大2个字节？long为4，short为2，整个为8，因为原则3。 例2：struct A{ int a; char b; short c; }; struct B{ char b; int a; short c; }; sizeof(A) = 8; int为4，char为1，short为2，这里用到了原则1和原则3。 sizeof(B) = 12; 是否超出预想范围？char为1，int为4，short为2，怎么会是12？还是原则1和原则3。 C语言结构体对齐 C语言结构体对齐也是老生常谈的话题了。基本上是面试题的必考题。内容虽然很基础，但一不小心就会弄错。写出一个struct，然后sizeof，你会不会经常对结果感到奇怪？sizeof的结果往往都比你声明的变量总长度要大，这是怎么回事呢？ 开始学的时候，也被此类问题困扰很久。其实相关的文章很多，感觉说清楚的不多。结构体到底怎样对齐？ 有人给对齐原则做过总结，具体在哪里看到现在已记不起来，这里引用一下前人的经验（在没有#pragma pack宏的情况下）： 原则1、数据成员对齐规则：结构（struct或联合union）的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始（比如int在32位机为４字节，则要从4的整数倍地址开始存储）。 原则2、结构体作为成员：如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。（struct a里存有struct b，b 里有char，int，double等元素，那b应该从8的整数倍开始存储。） 原则3、收尾工作：结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐。 这三个原则具体怎样理解呢？我们看下面几个例子，通过实例来加深理解。 例1：struct { short a1; short a2; short a3; }A; struct{ long a1; short a2; }B; sizeof(A) = 6; 这个很好理解，三个short都为2。 sizeof(B) = 8; 这个比是不是比预想的大2个字节？long为4，short为2， 内存中结构体的内存对齐 一、字节对齐作用和原因： 对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下编程必须保证字节对齐，其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如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。 二、字节对齐规则： 四个重要的概念： 1．数据类型自身的对齐值：对于char型的数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int，float，double类型，其自身对齐值为4个字节。 2．结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。 3．指定对齐值：#pragma pack (value)时指定的对齐value。 4．数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。补充： 1).每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度。 2).复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度。 3).对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。 #pragma pack(1) struct test { static int a; //static var double m4; char m1; int m3; } #pragma pack() //sizeof(test)=13; C语言结构体对齐问题 1。几个结构体例子： struct{ short a1; short a2; short a3; }A; struct{ long a1; short a2; }B; sizeof( A)=6, sizeof( B)=8,为什么？ 注：sizeof(short)=2,sizeof(long)=4 因为：“成员对齐有一个重要的条件，即每个成员按自己的方式对齐。其对齐的规则是，每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里默认是8字节)中较小的一个对齐。并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍，不够就补空字节。”(引用) 结构体A中有3个short类型变量，各自以2字节对齐，结构体对齐参数按默认的8字节对齐，则a1,a2,a3都取2字节对齐，则sizeof(A)为6，其也是2的整数倍； B中a1为4字节对齐，a2为2字节对齐，结构体默认对齐参数为8，则a1取4字节对齐，a2取2字节对齐，结构体大小6字节，6不为4的整数倍，补空字节，增到8时，符合所有条件，则sizeof(B)为8； 可以设置成对齐的 #pragma pack(1) #pragma pack(push) #pragma pack(1) struct{ short a1; short a2; short a3; }A; struct{ long a1; short a2; }B; #pragma pack(pop) 结果为sizeof( A)=6,sizeof( B)=6 ************************ #pragma pack(8) struct S1{ char a; long b; }; struct S2 { char c; struct S1 d; long long e; }; #pragma pack() sizeof(S2)结果为24. 1、可以把结构体数组元素作为一个整体输出。 对 错 2、已知学生记录描述为：struct student { int no; char name[20]; char sex; struct{int year; int month; int day;} birth; }; struct student s; 设变量s中的“生日”应是“1984年11月11日”，下列对“生日”的正确赋值方式是_______。 a. birth.year=1984; birth.month=11; birth.day=11; b. s.year=1984; s.month=11; s.day=11; c. s.birth.year=1984; s.birth.month=11; s.birth.day=11 d. year=1984; month=11; day=11; 3、C语言中，结构的成员可以是一维数组或多维数组。 对 错 4、C语言共用体类型变量在程序运行期间_______。 a. 所有成员一直驻留在内存中 b. 没有成员驻留在内存中 c. 部分成员驻留在内存中 d. 只有一个成员驻留在内存中 5、枚举类型时一种基本的数据类型。 对 错 6、结构体和共用体成员的应用都只能引用最低一级的成员。 对 错 7、将整数值赋给枚举变量时不需要作强制类型转换。 对 错 8、C语言中，结构类型与结构变量的含义一样，都可以用来存放数据。 对 错 9、共用体所有成员共用的内存单元的大小为各成员需要占用内存大小之和。 对 错 10、结构体可以定义在单独的头文件中，使用时需要在对应C文件中包含该头文件。对 错 11、结构体数组不可以在定义时进行初始化。 对 错 12、当说明一个共用体变量时系统分配给它的内存是_______。 a. 结构中第一个成员所需内存量 b. 各成员所需内存量的总和 c. 结构中最后一个成员所需内存量 d. 成员中占用内存量最大者所需的容量 13、下面对typedef的叙述中不正确的是_______。 a. typedef只是将已存在的类型用一个新的标识符来代表 b. 使用typedef有利于程序的通用和移植 c. 用typedef可以定义各种类型名，但不能用来定义变量 d. 用typedef可以增加新类型 14、共用体所有成员都共用同一内存单元。 对 错 最近被面试了，打击挺大，问啥啥不会。 举一个很多不会的题中的一个，关于内存对齐的问题，以前也知道点，个人感觉很重要，在这里与同道中人分享下： 很多书籍中都讲到：内存可以看成一个byte数组，我们通过编程语言提供的工具对这个'大数组'中的每个元素进行读写，比如在C中我们可以用指针一次读写一个或者更多个字节，这是我们一般程序员眼中的内存样子。但是从机器角度更具体的说从CPU角度看呢，CPU发出的指令是一个字节一个字节读写内存吗？答案是'否'。CPU是按照'块(chunk)'来读写内存的，块的大小可以是2bytes, 4bytes, 8bytes, 16bytes甚至是32bytes. 这个CPU访问内存采用的块的大小，我们可以称为'内存访问粒度'。 程序员眼中的内存样子： --------------------------------- | | | | | | | | | | | | | | | | | --------------------------------- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F (地址) CPU眼中的内存样子：(以粒度＝4为例) --------------------------------------------- | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | --------------------------------------------- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F (地址) 有了上面的概念，我们来看看粒度对CPU访问内存的影响。 假设这里我们需要的数据分别存储于地址0和地址1起始的连续4个字节的存储器中，我们目的是分别读取这些数据到一个4字节的寄存器中， 如果'内存访问粒度'为1，CPU从地址0开始读取，需要4次访问才能将4个字节读到寄存器中； 同样如果'内存访问粒度'为1，CPU从地址1开始读取，也需要4次访问才能将4个字节读到寄存器中；而且对于这种理想中的''内存访问粒度'为1的CPU，所有地址都是'aligned address'。 如果'内存访问粒度'为2，CPU从地址0开始读取，需要2次访问才能将4个字节读到寄存器中；每次访存都能从'aligned address'起始。 如果'内存访问粒度'为2，CPU从地址1开始读取，相当于内存中数据分布在1,2,3,4三个地址上，由于1不是'aligned address'，所以这时CPU要做些其他工作，由于这四个字节分步在三个chunk上，所以CPU需要进行三次访存操作，第一次读取chunk1(即地址0,1上两个字节，而且仅仅地址1上的数据有用)，第二次读取chunk2(即地址2,3上两个字节，这两个地址上的数据都有用)，最后一次读取chunk3(即地址5,6上两个字节，而且仅仅地址5上的c语言结构体作业
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