sizeof(struct)內存分配分析

對結構MyStruct採用sizeof會出現什麼結果呢？sizeof(MyStruct)爲多少呢？

也許你會這樣求：sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13

但是當在VC中測試上面結構的大小時，你會發現sizeof(MyStruct)爲16。你知道爲什麼在VC中會得出這樣一個結果嗎？

其實，這是VC對變量存儲的一個特殊處理。爲了提高CPU的存儲速度，VC對一些變量的起始地址做了“對齊”處理。在默認情況下，VC規定各成員變量存放的起始地址相對於結構的起始地址的偏移量必須爲該變量的類型所佔用的字節數的倍數。下面列出常用類型的對齊方式(vs6.0 &vs8.0,32位系統)。

類型	對齊方式（變量存放的起始地址相對於結構的起始地址的偏移量）
char	偏移量必須爲sizeof(char)即1的倍數
short	偏移量必須爲sizeof(short)即2的倍數
int	偏移量必須爲sizeof(int)即4的倍數
float	偏移量必須爲sizeof(float)即4的倍數
double	偏移量必須爲sizeof(double)即8的倍數

各成員變量在存放的時候根據在結構中出現的順序依次申請空間，同時按照上面的對齊方式調整位置，空缺的字節VC會自動填充。同時VC爲了確保結構的大小爲結構的字節邊界數（即該結構中佔用最大空間的類型所佔用的字節數）的倍數，所以在爲最後一個成員變量申請空間後，還會根據需要自動填充空缺的字節。

下面用前面的例子來說明VC到底怎麼樣來存放結構的。
   struct MyStruct   {    double dda1;    char dda;       int type;   };
爲上面的結構分配空間的時候，VC根據成員變量出現的順序和對齊方式，依次分配。

（1）先爲第一個成員dda1分配空間，其起始地址跟結構的起始地址相同，剛好偏移量0剛好爲

sizeof(double)的倍數，該成員變量佔用sizeof(double)=8個字節；

（2）接下來爲第二個成員dda分配空間，這時下一個可以分配的地址對於結構的起始地址的偏移量

爲8，是sizeof(char)的倍數，所以把dda存放在偏移量爲8的地方滿足對齊方式，該成員變量佔

用sizeof(char)=1個字節；

（3）  接下來爲第三個成員type分配空間，這時下一個可以分配的地址對於結構的起始地址的偏移

量爲9，不是sizeof(int)=4的倍數，爲了滿足對齊方式對偏移量的約束問題，VC自動填充3個字

節（這三個字節沒有放什麼東西），這時下一個可以分配的地址對於結構的起始地址的偏移量爲12，

剛好是=4的倍數，所以把type存放在偏移量爲12的地方，該成員變量佔用sizeof(int)=4個字節；

（4）   這時整個結構的成員變量已經都分配了空間，總的佔用的空間大小爲：8+1+3+4=16，剛好爲

結構的字節邊界數（即結構中佔用最大空間的類型所佔用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所

以沒有空缺的字節需要填充。

（5）  所以整個結構的大小爲：sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16，其中有3個字節是VC自動填充的，沒

有放任何有意義的東西。

下面再舉個例子，交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置，使它變成下面的情況：

 struct MyStruct   {char dda;      double dda1;    int type;   };

這個結構佔用的空間爲多大呢？在VC6.0環境下，可以得到sizeof(MyStruc)爲24。結合上面提到的分配空間的一些原則，分析下VC怎麼樣爲上面的結構分配空間的。（簡單說明）
struct MyStruct {char dda;

/*偏移量爲0，滿足對齊方式，dda佔用1個字節；*/

double dda1;

/*下一個可用的地址的偏移量爲1，不是sizeof(double)=8的倍數，需要補足個字節才能使偏移量變爲（滿足對齊方式），因此VC自動填充7個字節，dda1存放在偏移量爲8的地址上，它佔用8個字節。*/

int type；

/*下一個可用的地址的偏移量爲16，是sizeof(int)=4的倍數，滿足int的對齊方式，所以不需要VC自動填充，type存放在偏移量爲的地址上，它佔用4個字節。*/

};

所有成員變量都分配了空間，空間總的大小爲1+7+8+4=20，不是結構的節邊界數（即結構中佔用最大空間的類型所佔用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所以需要填充4個字節，以滿足結構的大小爲sizeof(double)=8的倍數。
   所以該結構總的大小爲：sizeof(MyStruc)爲1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個字節是VC自動填充的，沒有放任何有意義的東西。

VC對結構的存儲的特殊處理確實提高CPU存儲變量的速度，但是有時候也帶來了一些麻煩，我們也屏蔽掉變量默認的對齊方式，自己可以設定變量的對齊方式。

VC中提供了#pragma pack(n)來設定變量以n字節對齊方式。n字節對齊就是說變量存放的起始地址的偏移量有兩種情況：第一、如果n大於等於該變量所佔用的字節數，那麼偏移量必須滿足默認的對齊方式，第二、如果n小於該變量的類型所佔用的字節數，那麼偏移量爲n的倍數，不用滿足默認的對齊方式。結構的總大小也有個約束條件，分下面兩種情況：如果n大於所有成員變量類型所佔用的字節數，那麼結構的總大小必須爲佔用空間最大的變量佔用的空間數的倍數；否則必須爲n的倍數。下面舉例說明其用法。
#pragma pack(push) //保存對齊狀態

#pragma pack(4)//設定爲4字節對齊

struct test{char m1;double m4;int m3;};

#pragma pack(pop)//恢復對齊狀態
以上結構的大小爲16，下面分析其存儲情況，首先爲m1分配空間，其偏移量爲0，滿足我們自

己設定的對齊方式（4字節對齊），m1佔用1個字節。接着開始爲m4分配空間，這時其偏移量爲1，

需要補足3個字節，這樣使偏移量滿足爲n=4的倍數（因爲sizeof(double)大於n）,m4佔用8個字節。

接着爲m3分配空間，這時其偏移量爲12，滿足爲4的倍數，m3佔用4個字節。這時已經爲所有成

員變量分配了空間，共分配了16個字節，滿足爲n的倍數。如果把上面的#pragma pack(4)改爲

#pragma pack(16)，那麼我們可以得到結構的大小爲24。（請讀者自己分析）