C++如何計算結構體與對象的大小

Posted on by

如何計算結構體的大小

其實計算一個結構的大小的方法並不難，簡單來說就是把結構體內的所有成員的大小相加就可以。但是，需要內存對齊那麼究竟什麼是內存對齊，又為什麼要進行類型對齊呢？

結構體的內存對齊

結構體內存對齊主要有兩個步驟：

1.結構體各成員對齊.
2.結構體總體對齊

結構體內存對齊規則：

1.結構體的第一個成員在存放在結構體偏移量為0的位置
2.其他成員變量要對齊到某個數字（對齊數）的整數倍的地址處。.

對齊數 = 編譯器默認的一個對齊數與該成員大小的較小值。
/*
**VS中默認的值為8
**Linux中的默認值為4
*/

3.結構體總大小為最大對齊數（每個成員變量都有一個對齊數）的整數倍。

4.如果嵌套瞭結構體的情況，嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，結構體的整體大小就是所有最大對齊數（含嵌套結構體的對齊數）的整數倍。

說瞭這麼多，我們直接在VS環境下舉幾個例子給大傢說明一下：

例1：

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

（1）計算這個結構體的大小的時候，首先看c1的大小是1（char類型），也即是說在結構體中c1存放的位置是結構體偏移量是0的位置

（2）接下來看i占4個字節，根據結構體對齊規則可知,c的有效對齊值為4（4 < 8）對齊到4的整數倍地址,即地址偏移量為4處.(40的位置存放瞭c1,所以隻能從41的位置開始存放)

（3）同（2）得出c2的存儲位置是8

（4）此時內存中共有9個字節，進行結構體整體對齊，最大對齊數是4，即要求是4的整數倍，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，現在我們計算一下S2的大小：

（1）a1占一個字節，放在結構體變量偏移量為0 的地址處.

（2） s1占12個字節，對齊數位4（嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，S1的最大對齊數是4),40處存放瞭a1,所以隻能從41處開始存放

（3）i占瞭4字節，對齊數為4，s1一直存放到瞭15的位置，所以i隻能從4*5 = 20的位置開始存儲

（4）現在內存中共有20個字節，成員中最大對齊數是4，整體對齊時為4的倍數，所以結果是20

註意：默認對齊參數是可以用#pragma pack()設置的，例如下面的這個例子

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
#pragma pack(8)//設置默認對齊數為8
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設置的默認對齊數，還原為默認
#pragma pack(1)//設置默認對齊數為1
struct S2
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設置的默認對齊數，還原為默認
int main()
{
	//輸出的結果是什麼？
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	system("pause");
	return 0;
}

為什麼存在內存對齊

1.平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數據的；某些硬件平臺隻能在某些地址處取某些特定類型的數據，否則拋出硬件異常。

2. 性能原因： 數據結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。 原因在於，為瞭訪問未對齊的內存，處理器
需要作兩次內存訪問；而對齊的內存訪問僅需要一次訪問

如何計算一個對象的大小

其實在C++中，結構體和類可以認為是相同的，隻是默認的訪問權限不同（struct默認是public，class默認是private ），從這方面來看的話，其實計算一個類/對象的大小的方法和計算結構體的大小的方法是一樣的。
我們來驗證一下：

#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，我們對結構體A和類B計算大小是一樣的。

總結

到此這篇關於C++如何計算結構體與對象大小的文章就介紹到這瞭,更多相關C++計算結構體對象大小內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

推薦閱讀：