内存对齐 和 sizeof小结

时间：2023-12-21 22:03:38

数据对齐（内存对齐）指该数据所在的地址必须是该数据长度的整数倍。X86CPU能直接访问对齐的数据，当它试图访问未对齐的数据时，会在内部进行一系列的调整，降低运行速度。数据对齐一般出现在结构体和类中，在默认情况下，为了方便对结构体内元素的访问和管理，当结构体内的元素的长度都小于处理器的位数的时候，便以结构体里面最长的数据元素为对齐单位，也就是说，结构体的长度一定是最长的数据元素的整数倍。如果结构体内存在长度大于处理器位数的元素，那么就以处理器的位数为对齐单位。但是结构体内类型相同的连续元素将在连续的空间内，和数组一样（摘录）。

sizeof是C/C++中的一个操作符（不是函数！），其作用是返回对象或类型的所占内存字节数，类型为size_t （该返回值依赖于编译系统，但sizeof(char) == 1 ，此值是确定的）。

一般用法为  sizeof(类型说明符) 或  sizeof(变量名) 。sizeof的计算发生在编译时，所以可以这样用： int array[sizeof(int) * 6] ;

下面以例程详细说明：

注：我的电脑是32位XP系统，使用vs2008编译，sizeof(short) == 2  , sizeof(int) == 4;

 typedef struct{

         char  a;

         short b;

         int   c;

         char  d;

     }ST_TEST;

上面定义了ST_TEST类型的结构体，其中最长的元素为int类型，所以会以4字节对齐。输出sizeof(ST_TEST)值为12，对齐方式如下：

aaarticlea/png;base64,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" alt="" />

类中的对齐和结构类似，但是注意：类中如果有静态成员变量，因为静态变量是存放在全局数据区的，而sizeof计算栈中分配的大小，所以是不会将静态变量计算在内的。

对齐这块就说这个多吧，大家可以自己在编译器上多写几个结构试试就会更理解了。

下面再说sizeof的其他使用，依旧看例码：

 char sch_0[] = "";

 char sch_1[] = "";

 char sch_2[] = "abc\n";

 int  iarr[] = {};

 char *pch_0 = "";

 char *pch_1 = "abc\n";

 int  *parr = &iarr[];

对以上变量使用sizeof，输出依次为 100、11、5、400、4、4、4.

第一行 sch_0 数组，其大小相当于 sizeof(char)*100 ；

第二行 sch_1 数组，未显式指定大小，所以其大小根据字符串内容计算，为“0-9” 10个字符，加上末尾的 '\0' 结束字符，共11个；

第三行 sch_2 数组，同第二行，但是 '\n' 为1个字符（转义字符）；

第四行 iarr 数组，大小为 sizeof(int)*100 ；

最后三行的输出都为4，这是因为例如 sizeof(pch_0) 求的是一个指针的大小，换句话说就是求一个地址占多少字节，我们假如pch_o的值为0xFF66AACC，4字节指的就是这个地址值本身，跟这个地址指向什么数据（类型）无关！

再附加一个 strlen ：这是一个函数！ 获得一个字符串的长度，不包括结尾的空字符（NULL）。 如strlen(sch_0) == 10 ,strlen(pch_1) == 4 ;

strlen只能用于char类型的字符串（数组），若strlen(iaar) ，则会报错。

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空类所占空间为1，单继承和多继承空类的空间仍为1，虚继承的空类为4.（看到了顺便）

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补充一个很简单却有一定迷惑性的例题：

 char var[] = {};

 int test(char var[])

 {

     return sizeof(var);

 }

问以上函数输出结果？注意：正确答案是4.因为形参将退化为指针，返回结果就是一个指针的内存大小。它的迷惑性就在于test函数的形参刚好和第一行定义的数组同名，不要被他骗了.....

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