C++ 结构体内存方式

对于这个问题,主要有两方面的内容。其一,内存优化,其二,存储顺序

一、内存优化

所谓的内存优化是结构体成员的存储按成员中数据宽度最宽的成员对齐的一种内存对齐方式。这样做的最大好处就是可以提高处理速度(感兴趣的可以查一下资料),但会增大存储空间,这种优化是对时间和空间的一种权衡。

  • 如果结构体中数据成员的最大宽度为32位的,即4字节,那么该结构体的大小将是4字节的倍数,而不是将所有成员宽度加起来的大小。同样,如果数据成员中最大宽度为64位的,那么改及饿哦固体大小将是8字节的倍数。

    • 猜想一下,下里两个结构的大小是多少?可以输出一下sizeof的结果

      //例 1
      struct str1
      {
      int  a;     //占用4字节,有效内容4字节
      char b;     //占用4字节,有效内容1字节
      };
      struct str2
      {
      double a;
      char  b;        //占用8字节,有效内容1字节
      };
      //初始化代码
      str1 str_1 = { 1024,'A' };
      str2 str_2 = { 10.5,'A' };
    • 答案是:str1的大小为8,str2的大小为16。下图是我截取的内存图:


    这里写图片描述

    第一行为str_2.a的内存
    第二行为str_2.b的内存,cc均为栈区的填充内容
    第四行前4字节为str_1.a的内存
    第四行后4字节为str_1.b的内存

  • 那这样的话岂不是结构体大小为数据成员中最大数据宽度*数据成员个数了?也不是

    • 这个结构体是多大?是24字节吗?

      //例 2
      struct str3
      {
      double a;
      int b;
      char c;
      };
      //初始化代码
      str3 str_3 = { 10.5,1024,'A' };
    • 答案是16字节,可以和上面的例子对比一下。

      这里写图片描述

    第一行8字节为str_3.a的内存
    第二行前4字节为str_3.b的内存
    第二行后4字节为str_3.c的内存

  • 总结一下
    可以把这种对齐方式比作使用特定大小的瓶子(箱子)装东西。如果将64位数据作为最大瓶子,那么装东西时所占的空间是以瓶子为单位的,你在大瓶子中装了一个小东西,那么它所占的空间还是大瓶子的空间(第一个例子的解释)。同时,大瓶子中还可以装小瓶子,小瓶子中还可以装更小的瓶子(第二个里的解释)

    编译器默认有内存优化,在编程是也可以手动修改对齐粒度
    #pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐,括号中可以指定任意数
    #pragma pack() // 取消指定的对齐方式

二、存储顺序

  • 跟数组存储顺序一样,越往前的数据越在低地址处。
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