C/C++ 内存对齐规则

2024-08-30 19:58

文章标签 c++ 内存规则对齐

本文主要是介绍C/C++ 内存对齐规则，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

记录学习c++中遇见的一些常见的易错的知识点等

最近在牛客网刷题的时候经常会遇到关于内存对齐的问题

有以下的代码，结果会输出什么呢，我们知道int是4个字节，short是2个字节，char是1个字节，那么二者是不是都是一样的，都是7呢？
其实都不是，我的编译器默认是4字节对齐，所以第一个是12，第二个是8

#include <stdio.h>struct A{char a;int b;short c;
};struct B{short c;char a;int b;
};int main(){printf("sizeof A ==> %d\nsizeof B ==> %d\n", sizeof(A), sizeof(B));return 0;
}

这里写图片描述

这里可以先看下内存对齐的规则：
1. 对于结构体的各个成员，假设第一个变量起始地址是0，那么后面的变量偏移的地址必须是Min(#pragma pack, 该变量的字节大小)的最小整数倍。
2. 在所有的成员对齐之后，结构体本身也是要对齐的，对齐规则是Min(#pragma pack, 该结构体的最达字节成员)的最小整数倍。

其中#pragma pack(x) 是指定编译器按照x字节进行对齐

上面的规则也可以通俗简单的这样理解，就是内存不是我们想象的一个一个的随意的放，而是组织为4(假设对齐是4个字节)个字节，4个字节，这样的“小结构”，所以对于A结构体， char a;首先占据一个字节，4个字节的“小结构”就剩下了3个，可是后面来了个int b; b是4个字节的，剩余的3个字节放不下，就得往后挪动3个字节，到达一个新的“小结构”的开始处，同理，short c;占据了4个字节的2个，然后再由内存对齐规则2，最终占据4+4+4 = 12字节。B结构体，short c;先占据4个 “小结构”的中的2个，然后就是char a;占据short c;剩余的2个字节中的一个，再接着就是int b;往后挪动一个字节，再独自占据着4个字节，一个就是4+4 = 8 个字节了。

接下来我们改变对齐的字节数，看看结果是不是和我们想的一样

#include <stdio.h>//对齐是1字节
#pragma pack(1)
struct A{char a;int b;short c;
};struct B{short c;char a;int b;
};int main(){printf("sizeof A ==> %d\nsizeof B ==> %d\n",sizeof(A), sizeof(B));return 0;
}

列表内容

然后再是2

#include <stdio.h>
#pragma pack(2)
struct A{char a;int b;short c;
};struct B{short c;char a;int b;
};int main(){printf("sizeof A ==> %d\nsizeof B ==> %d\n", sizeof(A), sizeof(B));return 0;
}

这里写图片描述

验证了对齐的规则确实如此

再看看对齐的规则2

#include <stdio.h>struct A{char a;int b;short c;
};struct B{short c;char a;int b;
};struct C{short b;char c;
};int main(){printf("sizeof A ==> %d\nsizeof B ==> %d\nsizeof C ==> %d\n",sizeof(A), sizeof(B), sizeof(C));return 0;
}