标签：字节 int 位置 内存大小 C语言 内存 对齐 sizeof 体所
1 预备知识
1.1 变量所占内存
（1）32位操作系统：
char : 1 int ：4 short : 2 unsigned int : 4 long : 4 unsigned long : 4 long long : 8 float : 4 double : 8 指针 : 4
（2）64位操作系统
char : 1 int ：4 short : 2 unsigned int : 4 long : 8 unsigned long : 8 long long : 8 float : 4 double : 8 指针 : 8
1.2 内存对齐
例1：
main ()
{
char a;
int b;
printf("%d\n",&a);
printf("%d\n",&b);
}
分析：char 所占1字节，int 所占4字节，假设起始内存为0x0000，那么a的地址为0x0000，而b的地址0x0003。
通过编译（64b），我们可以看到a 的地址为6487576，b 的地址为6487583，相差8个字节与分析不符。
原因：CPU每次都是以8字节（64b）或4字节（32b）的整数倍的内存地址中读取数据，如果不以整数倍读取，访问变量时，CPU需要进行多次访问内存操作，增加开销，即内存对齐。
内存对齐：编译器为了优化代码、往往会根据变量的大小将其指定合适的位置。
2、结构体所占内存
结构体所占内存并不是每个成员所占字节数简单相加，而是遵从内存对齐规则，其成员的内存对齐规则如下：
（1）每个成员分别按自己的对齐字节数和PPB（指定的对齐字节数，32位机默认为4）两个字节数最小的那个对齐，这样可以最小化长度。如在64bit的机器上，short的大小为2，min(sizeof(short), 8) = 2因此short存储的位置都是2的整数倍的位置开始存储，这个成员应该按照对其参数 min(sizeof(short), 8) = 2字节来对齐，
（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，结构体数组的时候，可以最小化长度。
（3）结构体对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数（PPB）的整数倍，这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。
例2：
struct A（64b）
{
char a; //内存位置: [0]
double b; // 内存位置: [8]...[15]
int c; // 内存位置: [16]...[19] ---- 规则1
}; // 内存大小：sizeof(A) = (1+7) + 8 + (4+4) = 24, 补齐[20]...[23] ---- 规则3
分析：a占1字节，按规则一，min(sizeof(char), 8) = 1，char 以1的整数倍的位置开始存储.
b占8字节，按规则一，min(sizeof(double), 8) = 8，double 以8的整数倍的位置开始存储.
c占4 字节，按规则一，min(sizeof(int), 8) = 4，double 以4的整数倍的位置开始存储.
那么 b 的起始位置为（1+7），c的起始位置为（1+7+8），因此struct A所占内存大小为24，（结果符合规则三）。
例3：
struct B
{
char a; //内存位置: [0]
double b; // 内存位置: [8]...[15]
A d;
int c; // 内存位置: [16]...[19] ---- 规则1
}; // 内存大小：sizeof(A) = (1+7) + 8 + (4+4) = 24, 补齐[20]...[23] ---- 规则3
分析: a占1字节，按规则一，min(sizeof(char), 8) = 1，a 以1的整数倍的位置开始存储.
b占8字节，按规则一，min(sizeof(double), 8) = 8，b 以8的整数倍的位置开始存储.
d占24字节，按规则二. 在64位地址空间中， A占24个字节，所以按照规则一的对齐条件，min(sizeof(A), 8) = 8，d 以8的整数倍的位置开始存储。
c占4 字节，按规则一，min(sizeof(int), 8) = 4，double 以4的整数倍的位置开始存储.
那么 b 的起始位置为（1+7），d的起始位置为（1+7+8），c的起始位置为（1+7+8+24），因此struct A所占内存大小为48（结果符合规则三）。
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