如何計(jì)算結(jié)構(gòu)體的大小

其實(shí)計(jì)算一個(gè)結(jié)構(gòu)的大小的方法并不難，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把結(jié)構(gòu)體內(nèi)的所有成員的大小相加就可以。但是，需要內(nèi)存對(duì)齊那么究竟什么是內(nèi)存對(duì)齊，又為什么要進(jìn)行類型對(duì)齊呢？

結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對(duì)齊

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊主要有兩個(gè)步驟：

1.結(jié)構(gòu)體各成員對(duì)齊.
2.結(jié)構(gòu)體總體對(duì)齊

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊規(guī)則：

1.結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)成員在存放在結(jié)構(gòu)體偏移量為0的位置
2.其他成員變量要對(duì)齊到某個(gè)數(shù)字（對(duì)齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。.

對(duì)齊數(shù) = 編譯器默認(rèn)的一個(gè)對(duì)齊數(shù)與該成員大小的較小值。
/*
**VS中默認(rèn)的值為8
**Linux中的默認(rèn)值為4
*/

3.結(jié)構(gòu)體總大小為最大對(duì)齊數(shù)（每個(gè)成員變量都有一個(gè)對(duì)齊數(shù)）的整數(shù)倍。

4.如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)齊到自己的最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對(duì)齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對(duì)齊數(shù)）的整數(shù)倍。

說(shuō)了這么多，我們直接在VS環(huán)境下舉幾個(gè)例子給大家說(shuō)明一下：

例1：

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};

（1）計(jì)算這個(gè)結(jié)構(gòu)體的大小的時(shí)候，首先看c1的大小是1（char類型），也即是說(shuō)在結(jié)構(gòu)體中c1存放的位置是結(jié)構(gòu)體偏移量是0的位置

（2）接下來(lái)看i占4個(gè)字節(jié)，根據(jù)結(jié)構(gòu)體對(duì)齊規(guī)則可知,c的有效對(duì)齊值為4（4 < 8）對(duì)齊到4的整數(shù)倍地址,即地址偏移量為4處.(40的位置存放了c1,所以只能從41的位置開(kāi)始存放)

（3）同（2）得出c2的存儲(chǔ)位置是8

（4）此時(shí)內(nèi)存中共有9個(gè)字節(jié)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)體整體對(duì)齊，最大對(duì)齊數(shù)是4，即要求是4的整數(shù)倍，也就是12

例2：

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
struct S2
{
	char a1;
	struct S1 s1;
	int i;
};

上面我們知道S1的大小是12，現(xiàn)在我們計(jì)算一下S2的大?。?/p>

（1）a1占一個(gè)字節(jié)，放在結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0 的地址處.

（2） s1占12個(gè)字節(jié)，對(duì)齊數(shù)位4（嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)齊到自己的最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍處，S1的最大對(duì)齊數(shù)是4),40處存放了a1,所以只能從41處開(kāi)始存放

（3）i占了4字節(jié)，對(duì)齊數(shù)為4，s1一直存放到了15的位置，所以i只能從4*5 = 20的位置開(kāi)始存儲(chǔ)

（4）現(xiàn)在內(nèi)存中共有20個(gè)字節(jié)，成員中最大對(duì)齊數(shù)是4，整體對(duì)齊時(shí)為4的倍數(shù)，所以結(jié)果是20

注意：默認(rèn)對(duì)齊參數(shù)是可以用#pragma pack()設(shè)置的，例如下面的這個(gè)例子

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
#pragma pack(8)//設(shè)置默認(rèn)對(duì)齊數(shù)為8
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的默認(rèn)對(duì)齊數(shù)，還原為默認(rèn)
#pragma pack(1)//設(shè)置默認(rèn)對(duì)齊數(shù)為1
struct S2
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的默認(rèn)對(duì)齊數(shù)，還原為默認(rèn)
int main()
{
	//輸出的結(jié)果是什么？
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	system("pause");
	return 0;
}

為什么存在內(nèi)存對(duì)齊

1.平臺(tái)原因(移植原因)： 不是所有的硬件平臺(tái)都能訪問(wèn)任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。

2. 性能原因： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應(yīng)該盡可能地在自然邊界上對(duì)齊。 原因在于，為了訪問(wèn)未對(duì)齊的內(nèi)存，處理器
需要作兩次內(nèi)存訪問(wèn)；而對(duì)齊的內(nèi)存訪問(wèn)僅需要一次訪問(wèn)

如何計(jì)算一個(gè)對(duì)象的大小

其實(shí)在C++中，結(jié)構(gòu)體和類可以認(rèn)為是相同的，只是默認(rèn)的訪問(wèn)權(quán)限不同（struct默認(rèn)是public，class默認(rèn)是private ），從這方面來(lái)看的話，其實(shí)計(jì)算一個(gè)類/對(duì)象的大小的方法和計(jì)算結(jié)構(gòu)體的大小的方法是一樣的。
我們來(lái)驗(yàn)證一下：

#include <iostream>
using namespace std;

struct A
{
	int a;
	char b;
	char c;
};
class B
{
	int a;
	char b;
	char c;
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;
	cout << sizeof(B) << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

可以看到，我們對(duì)結(jié)構(gòu)體A和類B計(jì)算大小是一樣的。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于C++如何計(jì)算結(jié)構(gòu)體與對(duì)象大小的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++計(jì)算結(jié)構(gòu)體對(duì)象大小內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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