C语言之结构体内存的计算

结构体的内存

一.提出疑问

     结构体占用的是一片连续的内存空间，大小是由成员变量的类型决定的。但并不是计算所有成员变量的类型大小之和那么简单。

先举一个实例：

struct student {int age; //4个字节int telephone;  //4个字节
};
int main()
{struct student s;//      s的字节为8；printf("%d", sizeof(s));return 0;
}

如图，结构体student中含有2个int类型成员变量，代码运行后，可知结构体的大小为8个字节。

可真的是因为两个成员变量的大小之和嘛？

我们再来一个实例：

struct student {int age; //4个字节char name; //1个字节int telephone;  //4个字节
};
int main()
{struct student s;//      s的字节为12；printf("%d", sizeof(s));return 0;
}

图中的三个成员变量分别为 int，char，int类型，三个成员变量的内存相加为9个字节，

可为什么结构体内存会等于12呢？

 很明显结构体内存大小 不等于 所有成员变量的内存大小之和

二.计算结构体内存大小

在计算结构体内存大小时，我们得先学会一个规则-----对齐规则。

1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
     对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
      （VS中默认的值为8）
3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
4. 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，结构体的整
体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

理论已出，现在来实践计算一下：

struct student {int age; //1个字节char name; //1个字节int telephone;  //4个字节
};
int main()
{struct student s;//      s的字节为12；printf("%d", sizeof(s));return 0;
}

例如以上代码，借助图 解释：

 

 解释思路：

1.  首先根据规则，第一个成员得在地址为0处，然后成员的内存大小为4个字节，所以占用4个空间，地址0~3。
2. 第二个成员变量得开始遵循对齐规则，由于char为1个字节，所以无论地址为多少，都是1的整数倍，也占用一个空间，地址4。
3. 最后，第三个成员为int类型，此时地址已经到达了4的位置，而现在需要对齐int类型4个字节的整数倍，则需要从8开始，直到占有4个空间，地址8~11。
4. 结束：结构体总大小为最大对齐数（成员变量的内存）的整数倍，而该结构体的最大的内存类型为int 4个字节，而此时使用的内存0~11，则是12，满足条件。

 注：若是不满足时，则需要往后扩充，直到满足为止。

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