#Stable Diffusion

一、结构体对齐规则

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中默认的对齐数是8。Linux环境下没有默认对齐数，在没有默认对齐数的情况下自身大小就是对齐数）
   
3. 结构体总大小为最大对齐数（每个结构体成员都有一个对齐数，取最大的对齐数）的整数倍 。
   
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套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。
   

二、探索研究例题

案例一

#include<stdio.h>
struct S1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
struct S2
{
  char c1;
  char c2;
  int i;
};
int main()
{
  struct S1 s1;
  struct S2 s2;
  printf("%d\n", sizeof(s1));
  printf("%d\n", sizeof(s2));
  return 0;
}

我们可以看到 struct S1 与struct S2的结构体成员是相同的，为什么分别定义的变量的大小却不同呢？

1.首先来看S1

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

1）char c1的对齐数为1.

2）int i的对齐数为4；

3）char c2 的对齐数为1；

4）结构体成员最大的对齐数是4；

![在这里插入图片描述](https://ucc.alicdn.com/images/user-upload-01/eee6008c0e154cfab12cea0edff234f1.png

2.再来看S2

struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};

1）char c1的对齐数为1.

2）int i的对齐数为4；

3）char c2 的对齐数为1；

4）结构体成员最大的对齐数是4；

假设 c1从地址0开始，它占用1个字节，接着是i ,它要对齐到4的倍数的地址处，也就是从地址4开始。占用4个字节，接在是c2因为它的对齐数是1，所以也就不存在对齐，占用1个字节。到这为止一共占用9个字节，又因为结构体的总大小为最大对齐数的整数倍，即是4的整数倍，故结构体的大小是12；

案例二、

有结构体嵌套的情况

#include<stdio.h>
struct S1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
struct S2
{
  char c1;
  struct S1 c2;
  int i;
};
int main()
{
  struct S1 s1;
  struct S2 s2;
  printf("%d\n", sizeof(s1));
  printf("%d\n", sizeof(s2));
  return 0;
}

运行结果：

1.S1上面已经探究过了，我们主要看结构体嵌套情况。

2.S2:

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

S1的大小是12

1）char c1的对齐数为1.

2）struc S1 c2的最大对齐数是4；

3）int i的对齐数为4；

4）结构体成员最大的对齐数是4。

假设 c1从地址0开始，它占用1个字节，接着是c2 ,它要对齐到4的倍数的地址处，也就是从地址4开始。占用12个字节，接在是 i 它的对齐数是4，刚好从地址16开始，占用4个字节。到这为止一共占用20个字节，又因为结构体的总大小为最大对齐数的整数倍这里注意：结构体S2来看，c2的最大对齐数就是S1自己的最大对齐数即是4的整数倍，故结构体的大小是20。

三、结构体传参

结构体是一种类型，在函数调用，传参可以是直接传入结构体，也可以传入结构体的地址，但是又区别：

1.传入结构体时，函数内的任何操作都是对拷贝结构体的修改，不会影响到原本的结构体变化。

2.传入结构体地址时，该在函数用结构体指针接收，指针指向的是结构体起始地址，函数里的操作会改变结构体里面的内容，如果想要不被改变，可以加

const 修饰符。

在传参时，最好使用传指针的方式，因为函数传参的时候，参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。

如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。

四、为什么需要对齐

1. 平台原因（移植原因）

不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的数据，某些硬件平台只能在某些地址处取出某些特定类型的数据，否则会出现硬件异常。

2. 性能原因

数据结构（尤其是栈）应该尽可能的在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要做两次内存访问，而对齐的内存访问仅需要一次访问。

总体来说：结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

五、修改默认对齐数

结构体在对齐方式不合适时，我们可以自己更改对齐数。

通过 #pragma pack（）来设置默认对齐数，一般我们设置成2的次方。