结构体内存对齐

简介: sizeof一个结构体变量得到的大小不一定是变量大小的加和,这里存在一种内存对齐机制,本文将简单介绍这种机制。

1.什么是结构体内存对齐

C语言结构体内存对齐是指编译器在为结构体分配内存时,为了提高访问结构体成员的效率,按照一定的规则对结构体的成员进行排列和对齐。

内存对齐是为了满足硬件平台对于原始数据类型的要求,以及提高计算机访问内存的效率。由于硬件平台对于不同数据类型的访问方式和效率要求不同,所以需要进行内存对齐。



2.影响结构体的对齐方式

1. 数据成员的类型:不同类型的数据成员对齐方式可能不同。

2. 数据成员的顺序:编译器一般会按照数据成员在结构体中的顺序进行对齐。

3. 编译器的对齐方式:编译器可能有默认的对齐方式,并且可以通过编译器选项进行设置。

4. 指定对齐方式:在定义结构体时,可以使用`__attribute__((aligned(n)))`来指定对齐方式,其中`n`为对齐值。



3.如何调整内存对齐值

在C++中,可以使用`alignas`关键字来调整内存对齐值。`alignas`关键字可以用于变量声明、类型别名和结构体/类的成员变量上。

一般情况下,C++编译器会根据变量的类型和架构的要求来决定其内存对齐方式。但有时候我们可能需要根据特定的需求来调整内存对齐值,例如在网络编程中需要将数据结构按照特定的内存对齐方式进行传输。


使用`alignas`关键字,可以在变量声明或类型别名后面添加`alignas(n)`,其中`n`是希望的对齐值。例如:

alignas(8) inta;  // 将变量 a 的对齐值调整为 8alignas(16) structMyStruct { ... };  // 将结构体 MyStruct 的对齐值调整为 16usingalignas(32) MyType=int;  // 将类型 MyType 的对齐值调整为 32


此外,C++11还提供了`alignof`运算符,可以用于获取类型的对齐值。例如:

std::cout<<alignof(int);  // 输出变量类型 int 的对齐值。


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