一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问 一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.
#pragma pack (n)这个语句用于设置结构体的内存对齐方式,具体作用下面再说。在linux gcc下n可取的值为:1,2,4,当n大于4时按4处理。如果程序中没用显试写出这个语句,那么在linux gcc下,它会对所有结构体都采用#pragma pack (4)的内存对齐方式。需要注意的是,在不同的编译平台上默认的内存对齐方式是不同的。如在VC中,默认是以#pragma pack (8)的方式进行对齐。
核心: 1.每个元素的首地址偏移量必须能整除该元素的长度。 2. 整个结构体的长度必须能整除最长元素的字节数。
在用sizeof运算符求算某结构体所占空间时,并不是简单地将结构体中所有元素各自占的空间相加,这里涉及到内存字节对齐的问题。从理论上讲,对于任何变量的访问都可以从任何地址开始访问,但是事实上不是如此,实际上访问特定类型的变量只能在特定的地址访问,这就需要各个变量在空间上按一定的规则排列,而不是简单地顺序排列,这就是内存对齐。 内存对齐的原因: 1)某些平台只能在特定的地址处访问特定类型的数据; 2)提高存取数据的速度。比如有的平台每次都是从偶地址处读取数据,对
本文主要讲解了C++中一些重要的知识点,包括命名空间、左值和右值、临时对象、拷贝赋值、显式类型转换、异常处理、const关键字、函数重载、函数模板、类型推导、作用域、缺省参数、返回值优化、指针和引用的区别、自增/自减运算符重载等。
昨天分享了结构体里面的一些常见用法(因为测试代码测试的有点晚,有些地方没有分享完。),今天我们来继续分享结构体里面的其他用法。
结构体字节对齐 在用sizeof运算符求算某结构体所占空间时,并不是简单地将结构体中所有元素各自占的空间相加,这里涉及到内存字节对齐的问题。从理论上讲,对于任何 变量的访问都可以从任何地址开始访问,但是事实上不是如此,实际上访问特定类型的变量只能在特定的地址访问,这就需要各个变量在空间上按一定的规则排列, 而不是简单地顺序排列,这就是内存对齐。 计算结构变量的大小必须讨论数据对齐的问题。为了使CPU存取的速度最快(这同CPU取数操作有关),c++在处理数据时经常把结构变量中的成员的大小按照4或
接着我们在主函数内部创建一个结构体变量s。这时我们就可以使用sizeof运算符来计算这个结构体的大小了。如,直接使用sizeof操作符计算变量s的大小:
当我们创建一个结构体变量时,会向内存申请所需的空间,用来存储结构体成员的内容。我们可以将其理解为结构体成员会按照特定的规则来存储数据内容。
原文链接:https://blog.csdn.net/humanking7/article/details/80979517
目录 前言 结构体struct 结构体的声明 结构的自引用 结构体变量的定义和初始化 空结构体大小 结构体内存对齐 修改默认对齐数 宏offsetof 结构体传参 柔性数组 struct与class的区别 位段 什么是位段 位段的内存分配 位段的跨平台问题 枚举enum 枚举类型的定义 枚举的优点 enum 与 #define 的区别 联合union 联合类型的定义 联合的特点 union和大小端 联合大小的计算 ---- 前言 ---- 本章主要讲解重点: 深入掌握结构体,枚举,联合的使用和特点,以及学会
元素是按照定义顺序一个一个放到内存中去的,但并不是紧密排列的。从结构体存储的首地址开始,每个元素放置到内存中时,它都会认为内存是按照自己的大小(通常它为4或8)来划分的,因此元素放置的位置一定会在自己宽度的整数倍上开始,这就是所谓的内存对齐。
什么是对齐,以及为什么要对齐: 现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。 对齐的作用和原因: 各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来
sizeof作用于基本数据类型,在特定的平台和特定的编译器中,结果是确定的,如果使用sizeof计算构造类型:结构体、联合体和类的大小时,情况稍微复杂一些。
稍熟悉C/C++的朋友,对于sizeof肯定不陌生,通过他我们可以知晓某个类型或者实例的内存大小(以字节计),但是如果深入一下sizeof计算的细节,想来大部分朋友就不会那么熟稔了,不过平心而论,平日的工作中其实也很少需要准确计算类型的内存大小(当然,定性的估算类型内存占用还是需要的),但是了解一下sizeof底层的计算方式并没有什么坏处,甚至于可能对我们的灵魂都有益处(Low-level programming is good for the programmer’s soul),网上关于这个话题的信息其实挺多的,但是大多比较零散,自己尝试写了一篇,算作是一个总结吧~
类对象模型是一种编程概念,用于描述和实现面向对象编程(OOP)中的类和对象。在这个模型中,类定义了对象的结构和行为,包括数据成员(属性)和成员函数(方法)。对象是类的实例,具有类的所有属性和方法。类对象模型支持封装、继承和多态等OOP特性,使得代码更加模块化、可重用和易于维护。通过类对象模型,程序员可以创建复杂的软件系统,提高开发效率和代码质量。
在《小许code:Go内存管理和分配策略》这篇分享中我们了解到Go是怎么对内存进行管理和分配的,那么用户的程序进程在linux系统中的内存布局是什么样的呢?我们先了解一下基础知识,然后再看Go的内存对齐。
如果没有深入的了解内存方面的东西, 我们可能会认为内存不过是简单的字节数组, 例如下面的形式 但是实际上, 计算机的处理器并不是以单个字节块为单位读写内存, 而是以2个,4个,8个,甚至16或者32个字节块为单位读写内存,如下图所示 我们将处理器访问内存单元的大小叫做其内存访问的粒度. 知道上面这一点很重要, 这也是C语言alignment的基础.
不是这样的,对于结构体的大小存在着内存对齐问题,基于此,我们首先需要了解内存对齐的规则
本小节,我们学习结构的内存对齐,理解其对齐规则,内存对齐包含结构体的计算,使用宏offsetof计算偏移量,为什么要存在内存对齐?最后了解结构体的传参文章干货满满!学习起来吧😃!
计算机取数据最低一个字节,基本都是双字,因此如果数据没有对齐,有时候一个数可能分布在多个字节中,内存对齐是为了加快计算机的取数速度,否则就得多花指令周期。下面是 sizeof 的一些对齐知识。
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一、什么是对齐,以及为什么要对齐: 1. 现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。 2. 对齐的作用和原因:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况, 但是最常见的是如果不按照适合其平台的要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为 32位)如果存放在偶地址开始的地方,那么一个读周期就可以读出,而如果存放在奇地址开始的地方,就可能会需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低 字节进行拼凑才能得到该int数据。显然在读取效率上下降很多。这也是空间和时间的博弈。 二、对齐的实现 通常,我们写程序的时候,不需要考虑对齐问题。编译器会替我们选择适合目标平台的对齐策略。当然,我们也可以通知给编译器传递预编译指令而改变对指定数据的对齐方法。 但是,正因为我们一般不需要关心这个问题,所以因为编辑器对数据存放做了对齐,而我们不了解的话,常常会对一些问题感到迷惑。最常见的就是struct数据结构的sizeof结果,出乎意料。为此,我们需要对对齐算法所了解。 对齐的算法: 由于各个平台和编译器的不同,现以本人使用的gcc version 3.2.2编译器(32位x86平台)为例子,来讨论编译器对struct数据结构中的各成员如何进行对齐的。 设结构体如下定义: struct A { int a; char b; short c; }; 结构体A中包含了4字节长度的int一个,1字节长度的char一个和2字节长度的short型数据一个。所以A用到的空间应该是7字节。但是因为编译器要对数据成员在空间上进行对齐。 所以使用sizeof(strcut A)值为8。 现在把该结构体调整成员变量的顺序。 struct B { char b; int a; short c; }; 这时候同样是总共7个字节的变量,但是sizeof(struct B)的值却是12。 下面我们使用预编译指令#pragma pack (value)来告诉编译器,使用我们指定的对齐值来取代缺省的。 #progma pack (2) /*指定按2字节对齐*/ struct C { char b; int a; short c; }; #progma 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: #progma pack (1) /*指定按1字节对齐*/ struct D { char b; int a; short c; }; #progma pack () /*取消指定对齐,恢复缺省对齐*/ sizeof(struct D)值为7。 对于char型数据,其自身对齐值为1,对于short型为2,对于int,float,double类型,其自身对齐值为4,单位字节。 这里面有四个概念值: 1)数据类型自身的对齐值:就是上面交代的基本数据类型的自身对齐值。 2)指定对齐值:#pragma pack (value)时的指定对齐值value。 3)结构体或者类的自身对齐值:其成员中自身对齐值最大的那个值。 4)数据成员、结构体和类的有效对齐值:自身对齐值和指定对齐值中较小的那个值。 有了这些值,我们就可以很方便的来讨论具体数据结构的成员和其自身的对齐方式。有效对齐值N是最终用来决定数据存放地址方式的值,最重要。有效对齐N,就是表示“对齐在N上”,也就是说该数据的"存放起始地址%N=0".而数据结构中的数据变量都是按定义的先后顺序来排放的。第一个数据变量的起始地址就是 数据结构的起始地址。结构体的成员变量要对齐排放,结构体本身也要根据自身的有效对齐值圆整(就是结构体成员变量占用总长度需要是对结构体有效对齐值的整 数倍,结合下面例子理解)。这样就不难理解上面的几个例子的值了。 例子分析: 分析例子B; struct B { char b; int a; 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,所以只能存放在起始地址为0x0004到0x0007这四个连续的字节空
警告: 编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型,所以是⾮法的。 匿名的结构体类型,如果没有对结构体类型重命名的话,基本上只能使⽤⼀次。
在C/C++中的结构体或类,存在内存对齐问题。内存对齐是为了方便计算机进行寻址,优化寻址速度的一个措施,其代价是消耗不必要的内存空间。
结构体 C语言中复杂的数据结构都需要使用结构体表示,在这里说一下结构体的使用要点。 结构体内存分布以及对齐问题 编译器在为结构体分配内存时,并不会分配和所有成员数据长度和恰好相等的内存空间,而是
名字,年龄,性别,学号都是成员,后面的分号不能没有,至于分号前面为什么没有对应的,是因为这里可有可无,如果有了就等于这个结构体类型的一个全局变量。 成员要有明确的大小。
大家好啊,不知道看了网管在上周的文章Go指针的使用限制和unsafe.Pointer突破之路,你们有没有感觉Golang 比之前想的还好用呢?确实能直接读写内存,很多以前觉得无能为力的事情就不再是问题了,比如那些没对外开放只能在开源包内部用的结构体字段这下我们都有办法抓到了,起码能给程序调试带来不小的速度提升。
之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令,这里我们再次使用,可以改变我们的默认对齐数。
数组元素可以通过下标访问,是因为数组的元素长度相同,但是结构体的成员变量的类型不同,因此不能使用下标访问结构体的成员变量
我们通常会用一个变量来定义一个事物,就比如我们要进行求和,我们通常会创建一个sum的变量来存放求和的结果,最终再打印sum,此时的sum就表示我们最终的求和结果。
注意:定义结构体类型时不要直接给成员赋值,结构体只是一个类型,编译器还没有为其分配空间,只有根据其类型定义变量时,才分配空间,有空间后才能赋值。
在C语言中,有两种类型,一种是内置类型,可以直接使用,包括char short int long long long float double;一种是自定义类型,当内置类型不能满足时,支持自定义一些类型,像结构体、枚举、联合体。 这次先来看看结构体。
上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签( tag )。这种结构体只能用一次。
内存对齐简单来讲就是把一个数据存放到内存中,其内存的地址要与数据自己大小为整数倍。 处理器在执行指令去操作内存中的数据,这些数据通过地址来获取。 当一个数据所在的地址和它的大小对齐的时候,就说这个数据对齐了,否则就是没对齐。
Author:bakari Date:2012.8.26 数据对齐实际上是内存字节的对齐,今天偶然翻开自己以前做的笔记,发现做了好多的题,但现在对于我来说觉得很陌生。上网查了一下数据对齐的原因和方式,现在把它整理出来以备之后的学习复习巩固。 一、什么是数据对齐 1、现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个
在编程中,结构体是一种自定义的数据类型,它允许开发人员将不同类型的数据组合在一起,并为其定义相关属性和行为。结构体提供了一种灵活的方式来表示复杂的数据结构,使得程序设计更加模块化和可读性更高。
我们可以看到,两个结构体s1和s2内部的数据都是两个char类型和一个int类型数据,只是存放的顺序不同,其结构体整体的大小竟然发生了改变。这就是结构体内存对齐。
结构的基础知识:结构是一些值的集合,这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。
各种源码大家可以去我的github主页进行查找:Nerosts/just-a-try: 学习c语言的过程、真 (github.com)
这个话题还是很早以前讨论过,当时并没有好好的理解,最近在复习知识的时候又重新看了一遍资料,自己做一下总结,也希望后面有人需要学习时可以对他有所帮助。以下我会举两个结构体的例子,分别画图的方式表达对齐的原则。
Sizeof的作用非常简单:求对象或者类型的大小。然而sizeof又非常复杂,它涉及到很多特殊情况,本篇把这些情况分门别类,总结出了sizeof的10个特性:
我们都知道C语言中每种内置类型都有相应的大小,而结构体是基本类型的复合,是自定义类型,那么它的大小是如何计算的呢?是否是把结构体内的基本类型的相加就行了呢?为了深入了解结构体的大小事如何计算的,即不得不了解结构体对齐。
sizeof 是 C/C++ 中的一个操作符(operator),返回一个对象或者类型所占的内存字节数。
C语言中本身包含了许多数据类型,但并不能够总是满足需要。自定义类型允许使用者创造出特定的且适合需要的类型。本文主要介绍结构体、位段、枚举与联合。
既然答案不是6,而是12,那么12又是如何得来的呢? 通过上面的结构体,我们发现创建的顺序分别是c1->i->c2,那么内存的开辟也是按照这个顺序进行开辟的,char->int->char。在char已经开辟了一个字节之后,int如果接着下一个字节进行开辟,那么结果一定是6,故int一定不是接着char的下一个字节进行开辟的,通过反推我们发现:int在第五个字节开辟,即前四个字节中的第二三四个字节没有被使用,故我们知道了一个这样的规则:第一个成员变量在与结构体变量为0的地址处开辟,即char占用了0到1之间的字节。之后的成员变量要对齐到该成员变量占有字节大小的整数倍的位置上:
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