struct與union內存分配問題

原創

Mr_OYMS

2020-02-21 12:10

今天在調試代碼時，關於struct與union內存分配問題產生了疑惑，故上網查詢了相關資料，記於此，以便日後查看。

struct與union在內存分配的時候，主要區別如下：

前者按照結構體內定義的數據順序來進行分配內存的，分配的基本單位（即：每分配一次的量）是struct裏面所定義的最長數據類型的長度；後者聯合體內的數據共用一塊內存，是以union裏面所定義的最大類型長度的整數倍來分配內存的。

定義之類的東東總是讓人感到枯燥乏味，舉個形象的例子，有一個struct類型變量定義如下：

struct {
	int a;
	char b;
	double c;
}demo;

那麼系統分配給demo結構體的內存空間是多大呢？

答案是16！爲什麼呢？因爲系統先分配8個字節用來放int，結果int只需要4個就夠了，然後剩下的4箇中的一個可以用來放後面的char，碰到double c時，因爲此時的3個字節不能存下，所以再分配了一個8個字節來存放double c。

試想一下，如果這個struct類型變量其內存定義的變量順序改變成如下所示：

struct {
	int a;
	double b;
	char c;
}demo;

那個系統分給這個struct的內存空間又是多少呢？

應該是24！知道爲什麼的吧？系統碰到int分給他8個字節存放，碰到double時，剩下的4個字節不足以存放，所以再分配了8個字節，再遇到char c時又分配了8個字節，這樣系統其實是浪費了5個字節的空間。所以在結構體裏面最好按照類型從小到大的順序來。

一個簡單的測試例子：

#include <stdio.h>

struct S1 {
	char c;
	double b;
};

struct S2 {
	char c1;
	double b;
	char c2;
};

struct S3 {
	char c1;
	char c2;
	double b;
};

union U1 {
	char c;
	double b;
};

union U2 {
	char c1;
	double b;
	char c2;
};

union U3 {
	char c1;
	char c2;
	double b;
};

union U4 {
	int a[5];
	double b;
};

int main()
{
	printf("sizeof(S1) = %d\n", sizeof(S1));
	printf("sizeof(S2) =%d\n", sizeof(S2));
	printf("sizeof(S3) =%d\n", sizeof(S3));
	printf("sizeof(U1) = %d\n", sizeof(U1));
	printf("sizeof(U2) = %d\n", sizeof(U2));
	printf("sizeof(U3) = %d\n", sizeof(U3));
	printf("sizeof(U4) = %d\n", sizeof(U4));

	return 0;
}

/**
 * 運行結果：
 * sizeof(S1) = 16
 * sizeof(S2) = 24
 * sizeof(S3) = 16
 * sizeof(U1) = 8
 * sizeof(U2) = 8
 * sizeof(U3) = 8
 * sizeof(U4) = 24
 */