结构体中的内存对齐是什么？一起搞懂它

本文主要是介绍结构体中的内存对齐是什么？一起搞懂它，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！

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给大家分享一句我很喜欢我话：

知不足而奋进，望远山而前行！！！

铁铁们，成功的路上必然是孤独且艰难的，但是我们不可以放弃，远山就在前方，但我们能力仍然不足，所有我们更要奋进前行！！！

今天我们更新了结构体内存对齐的内容，

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一、结构体

1.1结构体内存对齐：

首先我们来看一下结构体内存对齐的规则：

1、第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处；
2、其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处（对齐数=编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值）（ vs中默认的值为8）；
3、结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍；
4、如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构的对齐数）的整数倍。

1.2结构体内存对齐的计算：

先给你一段代码：

struct S1 {
char a;//(1,8)->1 //char的大小为1，vs默认对齐数为8，选择较小的1为对齐数
int b;//(4,8)->4//int的大小为4，vs默认对齐数为8，选择较小的4为对齐数
int c;//(4,8)->4//同上
}; int main()
{printf("%zd",sizeof(struct S1));return 0;
}

你认为这串代码的结果是什么，是不是和我刚开始一样，认为结果是6，但其实结果是12，下面我们来说一下为什么？

如下图所示：

其实大致过程就是：第一个元素先放在0处，然后第二个是int类型的，占四个字节，然后要找的对齐数就必须是4的倍数，所以要找到四，然后往下走四个，到达8这个位置，然后有一个char类型的，然后找到9，但是我们还有一点就是结构体的总大小必须为最大对齐数的整数倍，最大对齐数位4，但是9不符合，因此我们需要找到12，所以就会输出12了。

1.3修改默认对齐数：

#include<stdio.h>
#pragma  pack(1)//改变最大对齐数，此时的最大对齐数为1，所以结果就是6了
struct stu
{char c1;int n;char c2;
};
#pragma pack()
int main()
{printf("%zd", sizeof(struct stu));return 0;
}

这个就是将最大对齐数改为11，然后结果就和刚才我们预测的一样了，是6，因为后面所有的数都是1的倍数，所以不需要1跳过什么，直接计算就可以。

那为什么我们要对齐呢，这样不会浪费空间吗，下面我们来看一张图片吧：

看完这张图片是不是恍然大悟了，因为一个字节是四个比特位嘛，所以如果按上面的方式，就会需要访问两次，所以我们对齐，这样会节省很多时间，但是同时会浪费一些空间。

二、结构体传参

结构体传参是怎样进行的呢，下面我们先来看一下这段代码：

//struct stu {
//	int arr[100];
//	int n;
//	double b;
//};
//
//void print1(struct stu tmp)
//{
//	int i = 0;
//	for (i = 0; i < 5; i++)
//	{
//		printf("%d ", tmp.arr[i]);
//	}
//	printf("\n%d\n", tmp.n);
//	printf("%.2lf", tmp.b);

这段代码其实也可以实现结构体的传参，但是我们可以发现，传参时会复制一份原来的结构体，供给函数使用，但是这样会占用更多的内存，下面我们来试一下一级指针传参：

void print2(struct stu* ps)
{for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n%d\n", ps->n);printf("%.2lf", ps->b);
}int main()
{struct stu s = { {1,2,3,4,5},10,3.14 };//print1(s);print2(&s);//这样传递效率会更高一点。return 0;
}

看一下这串代码，这串代码便利用了一级指针进行传参，节省了不少空间。

三、结构体位段：

3.1格式：

（1）位段的成员必须是int、unsigned int 或 signed int；
（2）位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

下面看一下这串代码：

struct S {int _a : 2;//_a只占2bitint _b : 5;//-b只占5bitint _c : 10;//_c只占10bitint _d : 30;//_d只占30bit
}s;//8B

这便是一个位段，我们提前就规定了他们各占几个字节，那样便可以节省许多内存。

同样在内存分配时，也会受这方面的影响。

struct SS {char a : 3;//a只占3bitchar b : 4;char c : 5;char d : 4;
}ss;
int main() {printf("%d\n", sizeof(struct SS));//3;ss.a = 10;//1010->010-> 010ss.b = 12;//1100->1100-> 0110 0110ss.c = 3;//11->00011-> 0000 0011ss.d = 4;//100->0100-> 0000 0100//&ss -> 0x 62 03 04return 0;
}

从这串代码的注释即可看出。

内存分配演示图：