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结构体字节对齐最简单的解释

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C语言结构体字节对齐简单计算方法

C语言结构体字节对齐简单计算方法

C语⾔结构体字节对齐简单计算⽅法
1.在C语⾔⾥⾯每⼀种数据类型都有字节对齐⽐如在32位操作系统下：整型的⾃⾝对齐数就是 4 字节，字符型就是 1 字节，double就是 8 字节。

但是结构体的计算⽅式就和普通的数据类型不⼀样。

在C语⾔⾥⾯字节对齐的⽅式主要根据“有效对齐数”来确定，那么有效对齐数是怎杨确定的呢？
在结构体⾥⾯：：：　有效字节对齐数 = （⾃⾝对齐数 < 最⼤字节）？（⾃⾝对齐数）：（最⼤字节）；
⾃⾝对齐数 = 4字节（32位操作系统）;(8 字节为32位操作系统)。

最⼤字节数 = 结构体⾥⾯最⼤的⼀个数据类型所占的字节数。

列：struct test{
char a;
int a;
short c;
}d;
sizeof(d) == ? ; //在32位操作系统下为12字节，64位操作系统下也为12字节。

（每⼀次都开4个字节）
struct test2{
char a;
double b;
short c;
}d;
sizeof(d) == ? ;// 在32位操作系统下为16字节（每⼀次开4个字节），在64位操作系统下为24字节（每⼀次开8个字节）。

c语言结构体中的数组字节对齐

c语言结构体中的数组字节对齐

C语言结构体中的数组字节对齐在C语言中，结构体是一种用户自定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起。

结构体中常常包含多个成员变量，其中可能有数组类型的成员变量。

在结构体中使用数组时，需要了解数组字节对齐的概念和规则，以确保内存的最佳利用和访问的效率。

什么是字节对齐字节对齐是指在将数据存储在计算机内存中时，按照特定规则进行调整，以确保数据的存储和访问的效率。

字节对齐的规则可以对齐数据的起始地址或者数据的长度。

计算机中的数据存储是按照字节(Byte)来划分的，一个字节通常由8个二进制位组成。

字节对齐的主要目的是为了节省内存和提高访问效率。

在C语言中，结构体中的成员变量通常按照字节对齐的规则来排列。

C语言结构体中的数组字节对齐规则在C语言中，结构体中的数组字节对齐规则通常遵循以下原则：1.结构体的起始地址必须是所有成员变量所要求对齐方式的最小公倍数。

2.结构体中的每个成员变量的地址必须是它本身的大小的整数倍。

3.结构体的总大小必须是其最大成员变量大小的整数倍。

根据字节对齐规则，如果结构体中的成员变量的累计大小不是字节对齐的倍数，编译器会在成员变量之间添加填充字节，以满足对齐要求。

这些填充字节在结构体的占用空间中不可访问。

填充字节的目的是将后续成员变量的地址对齐，以提高内存访问效率。

数组字节对齐的示例为了更好地理解数组字节对齐的规则，我们来看一个示例。

#include <stdio.h>struct MyStruct {char c;int i;char arr[3];};int main() {struct MyStruct s;printf("sizeof(MyStruct) = %lu\n", sizeof(struct MyStruct));printf("sizeof(s.c) = %lu\n", sizeof(s.c));printf("sizeof(s.i) = %lu\n", sizeof(s.i));printf("sizeof(s.arr) = %lu\n", sizeof(s.arr));return 0;}输出结果：sizeof(MyStruct) = 12sizeof(s.c) = 1sizeof(s.i) = 4sizeof(s.arr) = 3在这个示例中，我们定义了一个包含一个字符类型变量、一个整型变量和一个长度为3的字符数组的结构体MyStruct。

结构体对齐方式

结构体对齐方式

结构体对齐方式摘要：1.结构体对齐方式的概念2.结构体对齐方式的原因3.结构体对齐方式的优缺点4.结构体对齐方式的编程实践正文：结构体对齐方式是计算机程序设计中的一种数据结构布局策略。

在结构体中，各个成员变量按照一定的对齐方式进行排列，以提高数据访问的效率。

在32 位系统下，结构体对齐方式通常为4 字节对齐，而在64 位系统下，则为8 字节对齐。

结构体对齐方式的主要原因是内存访问的局部性原理。

由于计算机内存访问的时间复杂度远高于CPU 处理数据的时间复杂度，因此，通过优化内存访问的方式，可以提高程序的整体性能。

结构体对齐方式就是利用内存访问局部性原理的一种具体实现。

结构体对齐方式的优点主要体现在访问效率的提高上。

由于结构体对齐方式使得成员变量在内存中的位置固定，因此，CPU 在访问结构体成员时，只需要访问一次内存，就可以取得连续的成员数据，这大大提高了访问效率。

然而，结构体对齐方式也有其缺点。

首先，对齐方式可能会导致内存的浪费。

例如，如果一个结构体只有一个字节的空间，但是由于对齐要求，可能需要浪费7 个字节的内存空间。

其次，对齐方式可能会使得结构体的长度不固定，这对于一些需要固定结构体长度的场景来说，可能会有影响。

在编程实践中，我们可以通过预编译指令来控制结构体的对齐方式。

例如，在C 语言中，可以使用#pragma pack 指令来指定结构体的对齐方式。

在C++中，则可以使用alignas 和alignof 关键字来实现对齐方式的控制。

总的来说，结构体对齐方式是一种在内存布局上优化程序性能的方法，虽然它有一些缺点，但是，在大多数情况下，它的优点足以弥补这些缺点。

结构体字节对齐最简单的解释

结构体字节对齐最简单的解释

有效对齐值与以下两种对齐值有关
1、 自身对齐值
对于单一变量，自身对齐值就是该变量所占的内存大小。
对于结构体变量，自身对齐值就是结构体成员自身对齐值中最 大的一个。
2、 指定对齐值
用程序自定对齐值。
#pragma pack(2)
//开始
#pragma pack()
//结束
代表指定 2 字节对齐
如果没有指定对齐值，那么有效对齐值就是变量的自身对齐值；如果指 定对齐值，那么有效对齐值就是这两个对齐值中的小者。
由以上说明就可以知道一个结构体变量所占的真实字节数了。
下例中所有结构体的起始地址都假设从 0 开始
例 1：
struct a
{
char no[10]; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即
1;所以占用地址 0--9
int p;
//没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即 4；
所以占用地址 12--15
long int pp; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即
4；所以占用地址 16--19
unsigned int ppp;// 没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐
值，即 4；所以占用地址 20--23
char x; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即 1;
所以占用地址 24
个成员结束后，所占的内存空间大小已经是有效对齐值的
整数倍了，所以不需要再加上填充字节了。
} xy;
例 2： struct S1 { char c; int i; }; struct S3 { char c1; S1 s; char c2; };
//占 8 字节 //占 16 字节

结构体的对齐补齐规则

结构体的对齐补齐规则

结构体的对齐补齐规则
结构体的对齐补齐规则是一种内存布局的规则，用于保证结构体中的每个成员在内存中被正确地对齐，以提高访问和读取结构体成员的效率。

对齐规则还包括补齐规则，即在结构体成员之间添加一些字节，以使每个成员的地址能够被对齐。

对齐规则基于编译器的实现和操作系统的架构，通常的规则如下： 1. 数据成员对齐规则
对齐要求：结构体成员的地址必须是其数据类型大小的整数倍。

结构体成员的对齐方式，优先按成员的自身长度对齐，如果自身长度不足以满足对齐要求，则按照最大成员长度对齐。

2. 结构体对齐规则
对齐要求：结构体变量的地址必须是结构体中最大数据成员大小的整数倍。

结构体变量的对齐方式，按照结构体成员中最大的对齐要求进行。

3. 补齐规则
在每个成员之间插入一些字节，以使结构体成员的地址能够被对齐。

补齐的字节数由结构体成员按照对齐规则所需的字节数与结构体中最大数据成员大小的差值取小值得出。

对齐补齐规则不仅影响内存占用大小，还直接影响程序的性能。

因此，在编写程序时，需要注意结构体成员的顺序和数据类型，以及结构体变量的声明顺序和对齐方式，以充分利用对齐补齐规则提高程序的运行效率。

c语言结构体按1字节对齐

c语言结构体按1字节对齐

c语言结构体按1字节对齐在c语言中，结构体是一种自定义数据类型，作用是将若干个不同类型的数据组合在一起，形成一个新的数据类型。

在定义结构体时，我们需要考虑结构体中各个成员的内存对齐方式，这对程序的性能和内存占用都有很大的影响。

在c语言中，结构体的内存对齐方式默认为按4字节对齐，这意味着结构体中的每个成员都会按照4字节的倍数分配内存空间。

但是，有时候按4字节对齐会造成浪费，因为有些数据类型只需要1字节或2字节的内存空间就可以表示。

所以，我们可以使用#pragma pack来修改结构体的内存对齐方式。

例如，如果我们想要按1字节对齐，只需要在结构体定义前加上#pragma pack(1)即可。

pragma pack(1)struct student{char name[20];int age;char gender;float score;};在这个例子中，我们定义了一个学生结构体，其中成员name为字符串类型，占用20字节；age为int类型，占用4字节；gender为char类型，占用1字节；score为float类型，占用4字节。

因为我们使用了#pragma pack(1)，所以这个结构体会按照1字节对齐方式来分配内存空间，最终占用的空间大小为29字节。

需要注意的是，尽管按照1字节对齐可以节省大量的内存空间，但是也会影响程序的运行效率。

因为按照1字节对齐会增加内存读写操作的次数，导致程序运行速度变慢。

因此，在定义结构体时，我们需要根据实际情况来选择适合的内存对齐方式。

如果对内存空间非常敏感，可以考虑按照1字节对齐方式；如果对性能要求比较高，可以选择按照4字节或8字节对齐。

在实际编程中，我们可以使用调试工具来观察各种对齐方式的内存占用情况，以便更好地选择内存对齐方式，从而优化程序性能和内存占用。

结构体字节对齐的方法

结构体字节对齐的方法
结构体字节对齐的方法通常遵循几个原则，这些原则确保了结构体成员在内存中的布局方式，以提高性能和减少内存浪费。

这些原则包括：
1.数据成员的对齐规则：结构体中的每个数据成员应该按照其类
型的大小进行对齐。

例如，如果一个数据成员的类型是int（在
32位系统中通常为4字节），那么它应该从偏移量为4的整数
倍的地方开始存储。

第一个数据成员通常从偏移量0开始。

2.结构体作为成员的对齐规则：如果一个结构体B中包含另一个
结构体A作为成员，那么结构体A应该从其内部最大成员类型
的字节大小的整数倍的地方开始存储。

例如，如果结构体A包
含char、int和double等成员，那么结构体A应该从偏移量为
8的整数倍的地方开始存储（因为double类型通常占用8字
节）。

3.结构体总大小的对齐规则：结构体的总大小（即使用sizeof运
算符得到的大小）应该是其内部最大成员类型的字节大小的整
数倍。

如果不足，编译器通常会在结构体的末尾填充字节以满
足这个要求。

此外，可以通过编译器指令（如#pragma pack(n)）来改变默认的对齐方式。

例如，#pragma pack(1)会告诉编译器按照1字节对齐，即不进行任何填充。

然而，这可能会导致性能下降和内存浪费，因为访问未对齐的数据可能会更慢，并且可能会占用更多的内存。

总的来说，结构体的字节对齐是一种重要的内存管理技术，它有助于
提高性能、减少内存浪费，并确保数据的正确访问。

在编写涉及结构体的代码时，理解并应用这些对齐规则是很重要的。

C语言字节对齐__align()讲解

五、什么时候需要设置对齐
在设计不同 CPU 下的通信协议时，或者编写硬件驱动程序时寄存器的结构这两个地 方都需要按一字节对齐。即使看起来本来就自然对齐的也要使其对齐，以免不同的编译器生 成的代码不一样.
一、快速理解 1. 什么是字节对齐？ 在 C 语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如 int、long、 float 等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。在 结构中，编译器为结构的每个成员按其自然边界（alignment）分配空间。各个成员按照它 们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。 为了使 CPU 能够对变量进行快速的访问,变量的起始地址应该具有某些特性,即所谓的”对 齐”. 比如4字节的 int 型,其起始地址应该位于4字节的边界上,即起始地址能够被4整除. 2. 字节对齐有什么作用？ 字节对齐的作用不仅是便于 cpu 快速访问，同时合理的利用字节对齐可以有效地节省存储空 间。 对于32位机来说，4字节对齐能够使 cpu 访问速度提高，比如说一个 long 类型的变量，如果 跨越了4字节边界存储，那么 cpu 要读取两次，这样效率就低了。但是在32位机中使用1字节 或者2字节对齐，反而会使变量访问速度降低。所以这要考虑处理器类型，另外还得考虑编 译器的类型。在 vc 中默认是4字节对齐的，GNU gcc 也是默认4字节对齐。 3. 更改 C 编译器的缺省字节对齐方式 在缺省情况下，C 编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地， 可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件： · 使用伪指令#pragma pack (n)，C 编译器将按照 n 个字节对齐。 · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。 另外，还有如下的一种方式： · __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在 n 字节自然边界上。如果结 构中有成员的长度大于 n，则按照最大成员的长度来对齐。 · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数 进行对齐。 4. 举例说明 例1 struct test { char x1; short x2; float x3; char x4; }; 由于编译器默认情况下会对这个 struct 作自然边界（有人说“自然对界”我觉得边界更顺 口）对齐，结构的第一个成员 x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员 x2为 short 类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在 x2和 x1之间填充了一个空字节。结构的 第三个成员 x3和第四个成员 x4恰好落在其自然边界地址上，在它们前面不需要额外的填充 字节。在 test 结构中，成员 x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大边界单元， 因而 test 结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员 x4后面填充了3个空字节。整个结构 所占据空间为12字节。 例2 #pragma pack(1) //让编译器对这个结构作1字节对齐

结构体字节对齐详解

法是显式的插入reserved成员：
struct A{
char a;
char reserved[3];//使用空间换时间
int b;
}
reserved成员对我们的程序没有什么意义,它只是起到填补空间以达到字节对齐的目的,当然即使不加这个成员通常编译器也会给我们自动填补对齐,我们自己加上它只是起到显式的提醒作用.
short c;
};
假 设B从地址空间0x0000开始排放。该例子中没有定义指定对齐值，在笔者环境下，该值默认为4。第一个成员变量b的自身对齐值是1，比指定或者默认指定
对齐值4小，所以其有效对齐值为1，所以其存放地址0x0000符合0x0000%1=0.第二个成员变量a，其自身对齐值为4，所以有效对齐值也为4，
这个修饰对象的命令最大是8个字节限制,可以让2字节的对象进行4字节
对齐,但是不能让4字节的对象2字节对齐。
__align是存储类修改,他只修饰最高级类型对象不能用于结构或者函数对象。
2.__packed
__packed是进行一字节对齐
1.不能对packed的对象进行对齐
#pragma pack (2) /*指定按2字节对齐*/
struct C
{
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定对齐，恢复缺省对齐*/
sizeof(struct C)值是8。
修改对齐值为1：
#pragma pack (1) /*指定按1字节对齐*/
字节对齐详解 - jack-wang - C++博客
jack-wang

结构体对齐原则

结构体对齐原则
结构体对齐原则，也称为结构体的字节对齐，是指一个计算机程序中编写的结构体的
字节对齐方式。

结构体是一种计算机程序里定义的数据类型，用来以结构的形式来组织和
存放多种不同的数据类型组成的一个实体。

结构体的字节对齐是将结构体中每个数据成员各在独立的计算机内存地址范围中排列，以达到计算机时间最优和存储空间最小的目的。

对齐方式有字对齐和字节对齐，其中字对
齐是在每个计算机的处理器架构的规定下，将数据按照固定的大小划分字节，比如在32
位架构中，字对齐会将每个数据按4个字节计算。

而字节对齐会面向每个数据类型来计算，会略大于字对齐，其应用于某些字节优化需要的特殊情况。

结构体的对齐方式对于程序的性能有着重要影响，包括程序所耗时间、内存占用量及
程序运行速度等。

结构体的字节对齐会将结构体中的所有成员都放入内存中，这样在访问
结构体时可以以一个连续的地址进行存取，无论任何成员改变，都不会影响结构体在内存
中的偏移量，从而可以最大程度保证程序的运行效率。

此外，结构体的字节对齐还可以处理结构体中填充字节，比如结构体中的某个字段长
度超过4个字节，那么它会将某些成员放在某个地址的前几个字节中，而将其余的字节用
某种特定的标记填充。

这样，编译器会处理掉这些填充字节，从而使程序更加紧凑，运行
时最大程度的节省内存，提高了计算机的运行效率，有助于程序的快速处理和数据传输。

结论：结构体的字节对齐可以最大程度保证程序性能，增强程序效率，减少内存占用，提高程序运行速度，此外还可以处理结构体中的填充字节，从而使程序更紧凑。

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float y; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即 4;所
以占用地址 28--31
double h; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即 8;
所以占用地址 32—39
//该结构体变量没有指定对齐值，所以有效对齐值就是这些
成员中自身对齐值中最大的一个，即 8；该结构体最后一
long int pp; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即
4；所以占用地址 16--19
unsigned int ppp;// 没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐
值，即 4；所以占用地址 20--23
char x; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即 1;
所以占用地址 24
struct S1 {
char c; int i; }; struct S3 { char c1; S1 s; char c2; }; #pragma pack()
// 必须在结构体定义之前使用
//占 6 字节
//占 10 字节 // 结束
————WtYj
由以上说明就可以知道一个结构体变量所占的真实字节数了。
下例中所有结构体的起始地址都假设从 0 开始
例 1：
struct a
{
char no[10]; //没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即
1;所以占用地址 0--9
int p;
//没有指定对齐值，所有有效对齐值为自身对齐值，即 4；
所以占用地址 12--15
个成员结束后，所占的内存空间大小已经是有效对齐值的
整数倍了，所以不需要再加上填充字节了。
} xy;
例 2： struct S1 { char c; int i; }; struct S3 { char c1; S1 s; char c2; };
//占 8 字节 //占 16 字节
例 3：
#pragma pack(2)
一、 字节对齐
原则：一个变量的首地址必须满足相应的字节对齐（即首地址必须是某 一个值的整数倍）。其中这个值叫明：
变量有两种类型
1、 单一变量，如：char,int,double;
2、 结构体变量。（结构体里既会存在单一变量，又会存在结构体 变量）
有效对齐值与以下两种对齐值有关
1、 自身对齐值
对于单一变量，自身对齐值就是该变量所占的内存大小。
对于结构体变量，自身对齐值就是结构体成员自身对齐值中最 大的一个。
2、 指定对齐值
用程序自定对齐值。
#pragma pack(2)
//开始
#pragma pack()
//结束
代表指定 2 字节对齐
如果没有指定对齐值，那么有效对齐值就是变量的自身对齐值；如果指 定对齐值，那么有效对齐值就是这两个对齐值中的小者。