C语言中结构体占用内存问题

内容导读

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C语言中结构体占用内存问题

普通数据类型比如int char float 我们很清楚知道它们占用几个内存，比如int占用4个字节，char占用一个字节等等，知道数据类型占用多少内存是很重要的，可以使我们的程序效率更高、运行速度更快、快速知道自己程序的bug…

这道题是自己秋招时迈普通信嵌入式软件开发的一道笔试题，面试时也问了，当时自己回答的有些混乱，因此今天进行记录。

之前对结构体占用内存一直很混乱，到底是按照哪个变量类型计算内存？它是怎么计算？下面先看一个例子：

struct str1
    {
        char a;  //一个字节
        int b;   //4个字节
        float c;  //4个字节
        double d;  //8个字节
    };

str1这个结构体占用的内存是多少呢？如果用变量类型直接想加，得到的结果是17，但显然不是这样的。这个程序运行的**正确结果是24.**为什么呢？

因为为了CPU能够快速访问，提高访问效率，变量的起始地址应该具有某些特性，这就是所谓的“对齐”。比如4字节的int型变量，那它的起始地址就应该在4字节的边界上，即起始地址可以被4整除。

内存对齐的规则很简单：

• 1.起始地址为该变量类型所占内存的整数倍，若不足则不足部分用数据填充至所占内存的整数倍。（暂时看不懂没关系，下面有图文解释）

• 2.该结构体所占总内存为结构体成员变量中最大数据类型的整数倍。

接下来我们分析上面的例子：

char型变量占一个字节，所以它的起始地址为0，而int类型占4个字节，它的起始地址应该是4（的整数倍），那么内存地址1、2、3就需要被填充。同样，float占用4个字节，而结构体中a，b两个成员变量占了0_{7内存地址，c的地址从8开始，符合规则一，占用内存地址为8}11。double类型占8个字节，所以d的起始地址就应该从16开始，那么12、13、14、15内存地址就需要被填充。d从16地址开始，占用8个字节。整个结构体占用字节数为24，符合规则二。内存分配如图：红色区域为填充部分
　　

下面再举一个例子，进一步说明：

struct str2
    {
        double a;
        int b;
        char c;
        double d;
    };

str2这个结构体占用的内存空间是多少呢？是24！怎么分析呢？

首先double类型的a占用内存地址为0—7，int类型的b起始地址为8，符合规则一，占用地址为8—11，char类型的c占一个字节，地址为12.那么double类型的d，起始地址为13吗？显然不是，满足规则一的地址是16，所以d起始地址为16，占用16----23。结构体总共24个字节，满足规则二。如果这个结构体最后再加一个成员变量 char e，那这个结构体占用的内存是多少？char类型的e起始地址为24，占用地址为24，但是结构体一种有25个字节，就不满足规则二了，怎么办呢？为了满足规则二，我们将25—31进行填充，因此整个结构体占用32个字节。

参考文章：https://www.cnblogs.com/kl2blog/p/6908048.html

内容总结

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