门户网站开展集约化建设的情况,注册深圳公司流程,网站 keywords seo,公司网站设计师#x1f6a9;纸上得来终觉浅#xff0c; 绝知此事要躬行。 #x1f31f;主页#xff1a;June-Frost #x1f680;专栏#xff1a;C语言 #x1f525;该文章将探讨结构体#xff0c;位段#xff0c;共用体的存储形式。 目录#xff1a; #x1f30d;结构体内存对齐✉… 纸上得来终觉浅 绝知此事要躬行。 主页June-Frost 专栏C语言 该文章将探讨结构体位段共用体的存储形式。 目录 结构体内存对齐✉️修改默认对齐数 位段联合❤️ 结语 结构体内存对齐 结构体struct是一种用于存储一组不同类型数据的复合数据类型。为了提高内存访问效率许多计算机系统对结构体进行内存对齐。内存对齐是一种优化内存访问效率的方式通过将数据存储在特定的内存地址上使得CPU的内存访问速度更快。对于一些特定的硬件平台和体系结构内存对齐的要求是必需的。为了更好的理解我们可以通过计算结构体的大小引入。
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
//大小为12struct S2
{int i;char c1;char c2;
};
//大小为8struct S3
{char c3;struct S1;char c4;
};
//大小为20通过offsetof计算一下结构体(S1)成员相较于结构体起始位置的偏移量,发现分别是048 。 这也就意味着S1在内存中的分布是这样的 通过上面的现象分析可以发现结构成员不是按照顺序在内存中连续存放的而是有一定的对齐规则。
结构体内存对齐的规则
第一个成员永远存放在与结构体变量偏移量为0的地址处。从第二个成员开始往后的每个成员都要对齐到某个对齐数的整数倍处。 对齐数结构体成员自身的大小和默认对齐数的较小值。 VS 上默认对齐数是8。 gcc上没有默认对齐数对齐数就是结构体成员自身的大小。 结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍。 最大对齐数所有成员的对齐数中最大的值。 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。
为什么会有内存对齐呢 1.平台原因(移植原因) 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据否则抛出硬件异常。 2.性能原因 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而对齐的内存访问仅需要一次访问。 总的来说结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。 所以我们在设计结构体的时候既要满足对齐又要节省空间让占用空间小的成员尽量集中在一起。
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};struct S2
{int i;char c1;char c2;
};这两个结构体的成员一摸一样但是S1需要12个字节而S2只需要8个字节。
✉️修改默认对齐数
通过 #pragma 这个预处理指令就可以改变默认对齐数。 例如
#includestdio.h
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数还原为默认
int main()
{printf(%zd, sizeof(struct S1));//结果为6return 0;
}位段 位段是 C 语言中的一种数据类型用于将一组数值存储到计算机内存中的二进制位中。位段通常用于在内存节省空间的同时以一种可读性较高的方式存储多个二进制标志或数据。每个位段可以指定其所占用的二进制位数。
⚠注意
位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 属于整形家族类型。位段的空间上是按照需要以4个字节 int 或者1个字节 char 的方式来开辟的。位段涉及很多不确定因素位段是不跨平台的注重可移植的程序应该避免使用位段。
由于位段不跨平台所以在此浅谈一下VS的位段存储。
#includestdio.h
struct S
{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;
};
int main()
{struct S s { 0 };s.a 10;s.b 12;s.c 3;s.d 4;printf(%d, sizeof(s));return 0;
}事实确实如此
位段在网络底层非常有用例如:IP数据包的格式。 联合 联合体union是一种特殊的数据类型它允许在内存中创建多个变量但只能存储其中一个变量的值。联合体的目的是节省内存空间因为它可以重复利用同一块内存存储不同的变量值。
⚠规则
联合的大小至少是最大成员的大小。当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候就要对齐到最大对齐数的整数倍。
union Un
{char c[5];//对齐数是1int i;//对齐数是4
};
//最大对齐数是4
//大小为8字节char c[5] 的大小为5字节int i 的大小为4字节所以至少为5个字节但是这里最大对齐数是4所以总大小会增加至 8个字节。 ❤️ 结语 文章到这里就结束了如果对你有帮助你的点赞将会是我的最大动力如果大家有什么问题或者不同的见解欢迎大家的留言~
