分析结构体所占存储空间

2023-06-21 12:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

下面有这样一段代码，请试着分析结果：

#include #include #include //struct aaa{ // int num; // char name[20]; // double age; // char sex; //}; //int main(){ // struct aaa x; // printf("%d",sizeof(x)); //} struct animals { char dog; //1 unsigned long cat; //4（在Ubuntu环境下为8） unsigned short pig; //2 char fox; //1 }; int main(){ struct animals x; printf("%d",sizeof(x)); }

我们将上面的这段代码运行在32位和64位环境中会出现不同的结果，放在win和Ubuntu下也会出现不一样的结果，这是为什么呢？首先我们要知道两个知识点： 1、32位系统同时处理的最大字节数为4字节，而64位系统能同时处理最大字节数为8字节； 2、win64中long类型的变量大小为4byte，Ubuntu下以64位编译，long类型的大小为8byte；补充：32位系统下指针变量大小为4byte，64位系统下指针变量的大小为8byte；内存分配分析

cpu会采取字节对齐以及用空间换效率的方式存储数据

如上图所示：cpu为了提高运行效率，会用空间换时间，在放入一个char之后，只剩下3个字节的空间，不能够完整的放入一个int类型，那怎么办呢，现在有两种方案：

一种是先放入一部分的int，剩下的一个放在另外开辟的一块内存中，这样做空间利用率会得到提高，但cpu需要更多的步骤读取内存中的数据（假如cpu一次能读取4字节，第一次读到的是int的前三个字节，需要再读取一次才能将这个int全部读取完）。另外一种是直接将完整的int类型放入新的内存，这样确实会浪费掉一部分空间，但却大大减少了cpu读取内存的步骤，有效的提升了数据操作的效率。

而我们的cup就是使用第二种方案，所以在分析内存的时候，不能简单的将所有变量类型与数量相乘再相加，还应当考虑到提高cup运算效率所采取的存放方式。

例如图中的xxxx结构体：

short a //2 char b //1 int c //4 char d //1 char e //1 double f //8 short g //2

若按照简单相加，那么只会占用19字节，这坑定是不对滴！

同时前面提到了32位系统与64位系统处理能力的不同，所以在不同的系统中，占用也不同，应当分开讨论：

32位：一次能处理4字节，所以我们将图中最大宽度设置为4方便分析。首先放入short，占2字节，剩2字节，能放入char，剩1字节，下一个变量为int，放不下，所以只能新开内存，将第二层放int，第三层放char，还剩3字节，再放一个char，剩下2字节，不够double的8字节，于是将第四层，第五层都放double，第六次放short。所以一共是4*6=24字节。但是第6层还剩下2字节，为啥不是占用22字节呢?

这是因为在xxxx这个结构体中，最大的类型为double，占用8字节，我们的内存应当与最大字节对齐，所以剩下的也算作被xxxx结构体占用了。对此我们可以对比yyy结构体，他占用的是6字节而不是8字节，就是由于yyy结构体的最大类型为short，占2字节，而无论是32，还是64都会剩下2字节，这个不会被占用。

还有一个细节，那就是为什么yyy中的short不能紧贴char放置呢？原因还是同上—应当与最大类型对齐！

练习题：

1、分析以下结构所占的存储空间大小：

struct animals { char dog; unsigned long cat; unsigned short pig; char fox; };

2、假设有以下说明和定义：则语句 printf(“%d”, sizeof(struct creature)+sizeof(berry));的执行结果是？

typedef union { long i; int k[5]; char c; } fruit; struct creature { short cat; fruit apple; double dog; }; fruit berry;

答：T1：不同颜色代表的不用的数据类型 t1-1 t1-2 t1-3 T2:

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