经验技巧8-1 结构体变量的存储长度

经验技巧8-1 结构体变量的存储长度

结构体变量的存储长度，跟编译器字节对齐密切相关。为了使CPU对变量进行快速高效的访问，变量的起始地址应该满足某些特性，即所谓的对齐。关于字节对齐有两个重要的宏：#pragma pack (n)和#pragma pack。

（1）#pragma pack (n)：一般情况下，此宏的作用在于强制编译器以n的倍数进行地址对齐。

（2）#pragma pack：结束前面设置的对齐方式，恢复到编译器默认的对齐方式。

Visual C++默认的字节对齐数为8。

结构体变量中的成员item在结构体中相对于首地址的偏移量应该是X的倍数，X由如下式决定：

X=min(n,sizeof(item))，（item是占字节最大的类型的成员）

【示例1】假设n为8，若有如下定义

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

struct Test t;

那么在存储结构体变量t的成员i时，X就应该是min(8，sizeof(int))=4的倍数，即i相对于结构体变量首地址的偏移量必须是4的倍数，所以t的大小就应该为8=(2+2+4)字节（在c1和c2后填充了两个字节以满足前述条件）。

而对于struct { char c1; char c2} t;则不会出现填充的的情况，每个成员相对首地址的偏移量也满足是X的倍数（此时X为1），变量t的大小为2字节。

【示例2】若有结构体变量：struct {char c1; double d;} t;，默认情况下结构体变量t占用16=(8+8)字节（在c1后填充7个字节以满足字节对齐）。如果强制编译器以4字节对齐，即在声明这种结构体变量前有宏定义#pragma pack (4)，此时X为4，则此种类型结构体变量占用的内存为12=(4+8)字节。

还有一种特殊情况，就是空结构体。在Visual C++下其大小为1，即struct{}类型的变量在VC下输出其大小是1，原因就是VC为每个结构体变量分配一个字节的内存，以使该变量有个地址；而在gcc下输出其大小为0。

最后，结构体成员中有结构体变量的情况见下例：

【示例3】若有struct test1 { char c1; int i ; char c2 ;}t1;则X=4，所以t1占用4+4+4=12个字节，那么对于struct test2 { int i; struct test1 t1; char c2; }t2;有X=min{8,max(4,4,1)}=4，所以t2占用4+12+4=20个字节，在确定上述的X时会把t1拆散成基本数据类型来处理，而计算结构体变量t2的大小时又会把t1作为一个整体来对待。故默认情况下，结构体test2类型变量的大小为：20字节。