C 结构元素的内存分配

嗨，我很难理解内存是如何分配给结构元素的

例如，如果我有下面的结构，char的大小分别是1和int是4字节

struct temp
{
char a;
int b;
};

我知道这座建筑的尺寸是8。因为char后面将有3个字节的填充，下一个元素应该是4的倍数，所以大小将是8

现在考虑下面的结构。

struct temp
{
int a;     // size is 4
double b;  // size is 8
char c;    // size is 4
double d;  // size is 8
int e;     // size is 4
};

这是我得到的上述结构的o/p

size of node is 40
the address of node is 3392515152 ( =: base)
the address of a in node is 3392515152 (base + 0)
the address of b in node is 3392515160 (base + 8)
the address of c in node is 3392515168 (base + 16)
the address of d in node is 3392515176 (base + 24)
the address of e in node is 3392515184 (base + 32)

总内存总计为36字节，为什么显示为40字节？ 如果我们创建这样一个结构的数组，那么下一个数组元素的第一个元素也可以放在3392515188（base+36）中，因为它是4的倍数，但是为什么不这样呢

有谁能解决我的疑问吗

提前感谢,，

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Saravana

在您的系统上，

double

必须与8对齐

struct temp {
    int a;     // size is 4
    // padding 4 bytes
    double b;  // size is 8
    char c;    // size is 1
    // padding 7 bytes
    double d;  // size is 8
    int e;     // size is 4
    // padding 4 bytes
}; 
// Total 4+4+8+1+7+8+4+4 = 40 bytes

编译器在结构的末尾额外添加了4个字节，以确保

数组[1].b

正确对齐

无结尾填充（假设数组位于地址0）：

使用结尾填充（假设数组位于地址0）：

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请注意，大小、对齐和填充取决于使用的目标系统和编译器。

在计算中，您忽略了

e

也需要填充的事实：

结构看起来像

0       8       16      24      32
AAAAaaaaBBBBBBBBCcccccccDDDDDDDDEEEEeeee

其中大写是变量本身，小写是应用于它的填充

正如您所看到的（以及从地址中看到的），每个字段填充为8字节，这是结构中最大的字段

struct temp
{
int a;     // size is 4
double b;  // size is 8
char c;    // size is 4
double d;  // size is 8
int e;     // size is 4
};

由于该结构可能在数组中使用，并且所有数组元素也应该很好地对齐，因此有必要对

e

进行填充。

这在很大程度上取决于处理器体系结构和编译器。现代机器和编译器可能会选择较大或较小的填充，以降低数据访问成本

四字节对齐表示两个地址行未使用。八，三。芯片可以用同样数量的硬件来寻址更多的内存（粗粒度）

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编译器可能会出于各种原因使用类似的技巧，但编译器不需要做任何事情，只需要具有不低于处理器的细粒度。通常，他们只会取最大的大小值，专门用于该块。在您的例子中，这是一个双字节，即八个字节。

这是一个依赖于编译器的行为。 某些编译器将“double”设置为在8位偏移量之后存储

如果按如下方式修改结构，将得到不同的结果

struct temp
{
double b;  // size is 8
int a;     // size is 4
int e;     // size is 4
double d;  // size is 8
char c;    // size is 4
}

每个程序员都应该知道编译器在做什么。

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例如，如果您在ARM平台上工作，并且将编译器设置为不填充结构元素[然后通过指针访问结构元素可能会生成“奇数”地址，处理器会为该地址生成异常。

以避免结构填充！

#pragma pack（1）

指令可用于将结构成员的内存安排在其他结构成员的末尾附近

#pragma pack(1)
struct temp
{
int a;     // size is 4
int b;     // size is 4
double s;  // size is 8
char ch;   //size is 1
};

---

结构尺寸为：17

每个结构也有对齐要求

例如：

typedef struct struct_标记 { 字符c`` 双d； int-s； }结构

应用相同的分析，struct需要sizeof（char）+7字节填充+sizeof（double）+sizeof（int）=1+7+8+4=20字节将是24字节。这是因为，与结构成员一起，结构类型变量也将具有自然对齐。让我们通过一个示例来理解它。例如，我们声明了一个structc_t数组，如下所示structc_数组[3]

假设structc_数组的基址为0×0000以便于计算。如果structc_t在我们计算时占用20（0×14）字节，则第二个structc_t数组元素（索引为1）将位于0×0000+0×0014=0×0014。它是数组索引1元素的起始地址。此结构的双成员将分配到0×0014+0×1+0×7=0x001C（十进制28）它不是8的倍数，并且与double的对齐要求冲突。正如我们在顶部提到的，double的对齐要求是8字节。为了避免这种不对齐，编译器将向每个结构引入对齐要求。它将作为结构中最大成员的对齐要求。在我们的例子中structa_t是2，structb_t是4，structc_t是8。如果我们需要嵌套结构，最大内部结构的大小将是直接较大结构的对齐

struct temp
{
int a;     // size is 4
double b;  // size is 8
char c;    // size is 4
double d;  // size is 8
int e;     // size is 4
};

在上述程序的structc_t中，int member之后将有4个字节的填充，以使结构大小成为其对齐的倍数。因此，sizeof（structc_t）是24个字节。它保证即使在数组中也能正确对齐。您可以交叉检查

如果我们创建这样一个结构的数组，那么下一个数组元素的第一个元素也可以放在3392515188（base+36）中，因为它是4的倍数，但是为什么不这样呢

因为里面有

double

元素，所以不能使用

很明显，您正在使用的编译器和体系结构要求将

double

与8个字节对齐。这很明显，因为

char c

后面有7个字节的填充

这个要求还意味着整个结构必须是八字节对齐的。如果结构本身只有四个字节对齐，那么仔细地将所有的

double

s与结构开头的八个字节对齐是没有意义的。因此，在最后的

int

之后加上填充，以使

sizeof（temp）

8的倍数

请注意，此对齐要求不一定是硬要求。编译器可以选择进行对齐，即使

double

s可以是四字节对齐，因为可能需要