结构体大小的计算方法

秒速五厘米 2023-07-04 08:35 4阅读 0赞

### 目录 ###

*  类型大小
 *   *  32位编译器：32位系统下指针占用4字节
     *  64位编译器：64位系统下指针占用8字节
 *  结构体大小计算方法
 *  实例验证
 *   *  例1
     *  例2
 *  GCC更改对齐选项
 *   *  代码验证

# 类型大小 #

## 32位编译器：32位系统下指针占用4字节 ##

char：1个字节
    
      char*（即指针变量）: 4个字节（32位的寻址空间是2^32, 即32个bit，也就是4个字节）
    
      shortint :2个字节
    
      int：  4个字节
    
      unsigned int: 4个字节
    
      float:  4个字节
    
      double:   8个字节
    
      long:   4个字节
    
      long long:  8个字节
    
      unsigned long: 4个字节

## 64位编译器：64位系统下指针占用8字节 ##

char：1个字节
    
      char*(即指针变量): 8个字节
    
      short int :2个字节
    
      int：  4个字节
    
      unsigned int: 4个字节
    
      float:  4个字节
    
      double:   8个字节
    
      long:   8个字节
    
      long long:  8个字节
    
      unsigned long: 8个字节

# 结构体大小计算方法 #

① 计算有效对齐值 V = min(n, maxMemberSize);  
其中n为指定的编译器选项，即\#pragma pack(n)。如果没有指定，gcc在32位系统上默认值是4，在64位系统上默认值是8；  
maxMemberSize为结构体中最大的基本类型成员变量的大小；

② 计算offset偏移量 offset = min(V, memberSize);  
其中memberSize为当前成员的大小；如果当前成员也是结构体，那么此时memberSize按照该子结构体中最大基本类型成员变量的大小；

③ 结构体的总大小必须为V的整数倍，即totalSize = N\*V

# 实例验证 #

## 例1 ##

#include <stdio.h>
    
    struct object { 
            char a;
    };
    
    struct object1 { 
            char a;
            short b;
    };
    
    struct object2 { 
            char a;
            int b;
    };
    
    int main(void) { 
            printf("size of struct object is %u\n", sizeof(struct object));
            printf("size of struct object1 is %u\n", sizeof(struct object1));
            printf("size of struct object2 is %u\n", sizeof(struct object2));
            
            return 0;
    }

在32位上和64位上的运行结果分别为：  
![在这里插入图片描述][20200209141138492.jpg]

## 例2 ##

struct example1 { 
        short a;
        long b;
    };
    
    struct example2 { 
        char c;
        struct example1 obj1;
        short e;    
    };
    
    int main(void) { 
    		struct example2 obj2;
            printf("size of struct example1 is %u\n", sizeof(struct example1));
            printf("size of struct example2 is %u\n", sizeof(struct example2));
            unsigned int offset = (unsigned int)(&obj2.obj1) - (unsigned int)(&obj2);
            printf("offset is %u\n", offset);
            
            return 0;
    }

在32位上和64位上的运行结果分别为：  
![在这里插入图片描述][20200209142406663.jpg]

# GCC更改对齐选项 #

可以通过使用gcc中的\_\_attribute\_\_选项来设置对齐大小。

1.  \_*attribute\_*((packed))  
    用来让所修饰的结构体在编译的时候不进行对齐优化，按照实际占用的字节数来使用。使用该项修饰后，该结构体后续都不会参与对齐。
2.  \_*attribute\_*((aligned(n)))  
    让所修饰的结构体成员按照n字节对齐。32位平台上gcc默认按4字节对齐；64位平台gcc默认按照8字节对齐。

## 代码验证 ##

#include <stdio.h>
    #pragma pack(8)
    struct example1 { 
        short a;
        long b;
    }__attribute__((packed));
    
    //因为example1被__attribute__((packed))修饰了，所以在example2中则不再参与对齐操作
    //所以V=min(4, 2) = 2
    //offset = min(V, memberSize)
    //0 c
    //1 obj1
    //6 obj1
    //7 
    //8 e
    //9 e
    //totalSize = 10
    struct example2 { 
        char c;
        struct example1 obj1;
        short e;
    };
    #pragma pack()
    int main(void) { 
            struct example2 obj2;
            printf("size of struct example1 is %u\n", sizeof(struct example1));
            printf("size of struct example2 is %u\n", sizeof(struct example2));
            unsigned int offset = (unsigned int)(&obj2.obj1) - (unsigned int)(&obj2);
            printf("offset is %u\n", offset);
    
            return 0;
    }

在32位平台上运行结果为：

> size of struct example1 is 6  
> size of struct example2 is 10  
> offset is 1

[20200209141138492.jpg]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200209141138492.jpg
[20200209142406663.jpg]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200209142406663.jpg