带你彻底理解大端小端，结构体内存对齐

Love The Way You Lie 2022-12-10 07:25 204阅读 0赞

## 大端小端 ##

小端存储：**数据的低字节存储在地址空间的低字节位，数据的高字节存储在地址空间的高字节位。**

大端存储：**数据的低字节存储在地址空间的高字节位，数据的高字节存储在地址空间的低字节位。**

因为现代PC大多采用小端字节序，  
**小端字节序又被称为主机字节序**。  
**大端字节序也称为网络字节序。**

判断计算机是小端还是大端的核心点：

1、取出int类型低字节存于char，对比取出的低位存放的数据跟整个int类型数据的值。

2、跟据联合体特点，所有成员共享内存空间。

**特别的：网络字节序是大端模式。**

#include <stdio.h>
    int main()
    {
        
    	unsigned int a = 0x12345678;
    	char* p = (char*)&a;
    	for (int i = 0; i < 4; i++) {
        
    		printf("%x\n",p[i]);
    		//12345678 big
    		//87654321 samll
    	}
    	system("pause");
    }
    
        union U
        {
        
            int a;
            char b;
        }u;
        u.a = 1;
        if (u.b == 0)
        {
        
            cout << "大端存储模式." << endl;
        }
        else if (u.b == 1)
        {
        
            cout << "小端存储模式．" << endl;
        }
    }

## 结构体内存对齐 ##

结构体内存对齐简单来说就是计算机会在底层以某种方式，对我们的结构体存储的成员变量以某个大小为指标，进行字节大小上一个倍数的扩充。

**字节对齐主要是为了提高内存的访问效率**， 比如intel 32位cpu，每个总线周期都是从偶地址开始读取32位的内存数据，如果数据存放地址不是从偶数开始，则可能出现需要**两个总线周期才能读取到想要的数据**，因此需要在内存中存放数据时进行对齐。

通常我们说字节对齐很多时候都是说struct结构体的内存对齐，比如下面的结构体:

struct A{
        
        char a;
        int b;
        short c;
    }

在32位机器上char 占1个字节，int 占4个字节，short占2个字节，一共占用7个字节.但是实际真的是这样吗？我们先看下面程序的输出:

#include <stdio.h>
    struct A{
        
        char a;
        int b;
        short c;
    };
    int main(){
        
        struct A a;
        printf("A: %ld\n", sizeof(a));
        return 0;
    }

测试输出的结果是A: 12, 比计算的7多了5个字节。这个就是因为**编译器在编译的时候进行了内存对齐导致的。**

内存对齐主要遵循下面三个原则:

*  结构体变量的起始地址能够被其最宽的成员大小整除
 *  结构体每个成员相对于起始地址的偏移能够被其自身大小整除，如果不能则在前一个成员后面补充字节
 *  结构体总体大小能够被最宽的成员的大小整除，如不能则在后面补充字节

其实这里有点不严谨，编译器在编译的时候是可以指定对齐大小的，\#pragma pack(n) 实际使用的有效对齐其实是取指定大小和结构体自身大小的最小值，32位一般默认的对齐大小是4。