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0 前言
这几天看到一个有趣的结构体，之前没有见过，稍微了解了一下，顺便记录一下
以下例子均在32位操作系统操作
1 结构体简单介绍
在C语言中，每种类型的变量都会占用一定的字节数，以下面几种为例
| char | 1B |
|---|---|
| int | 4B |
| double | 8B |
结构体简单将就是，用户自定义的复合数据类型，一个结构体中可以包含多种数据类型，最为常见的例子，就是学生信息表
结构体的声明方式如下
struct 结构体名称{
类型 成员1；
类型 成员2；
...
};
那么问题来了，结构体可以包含多种数据类型，那一个定义好的结构体会占用多少字节
比如下面这个例子
#include <stdio.h>
struct example{
int a;
int b;
double c;
};
int main () {
printf("Size of example is %0d\n", sizeof(struct example));
return 0;
}
在main函数中用sizeof打印一下结构体占用的字节数
先猜一下，int占4B，double占8B，计算下来应该是16B，来看运行结果
运行结果与预期相符
2 结构体的内存对齐
在CPU的存取的方式是以32bit（4 byte）为一次存取，也就是说，无论给定的data位宽为多少，CPU一次固定存取的位数固定为32bit
如果有数据超过32bit，CPU则会分多次存取
以下图为例，绿色的方框代表32bit
char的长度是1byte，2个char型变量共2 byte，没有超过32bit，所以CPU可以一次存取，因此这两个char型变量的地址偏移是连续的
下面用代码佐证
#include <stdio.h>
struct example{
char a;
char b;
};
int main () {
struct example p1;
printf("a: %0d\n", (size_t)&p1.a);
printf("b: %0d\n", (size_t)&p1.b);
return 0;
}
仿真结果如下
可以看到，地址偏移数增加1
这里强调一下，在计算机的地址中，是以byte为单位的
接下来换个图
就像这样，如果在char后紧接着是一个int变量，那么此时结构体总共占用多少字节，int的地址偏移又是多少
#include <stdio.h>
struct example{
char a;
int b;
};
int main () {
struct example p1;
printf("\tSize of example is %0d\n", sizeof(p1));
printf("\ta: %0d\n", (size_t)&p1.a);
printf("\tb: %0d\n", (size_t)&p1.b);
return 0;
}
先来猜测一下，如果不考虑内存对齐的因素，char占1 byte，int占4 byte，那结构体总的长度应该是5 byte
结果如下
可以看到二者的地址偏移并不是连续的，变量b的起始地址在a的下一个4 byte（地址偏移是负数）
并且，此时结构体的总长度是8 byte
3 结构体位域
下面来介绍一下结构体位域
结构体位域是用来将内存扣到极致的东西，在结构体位域中，可以自定义每个变量的位宽，并且是以bit为单位的
#include <stdio.h>
struct example{
char a : 5;
char b : 3;
};
int main () {
struct example p1;
printf("\tSize of example is %0d\n", sizeof(p1));
return 0;
}
在位域中，重新定义了a占 5 bit ，b占3 bit，那么整个结构体总共8bit，也就是1 byte
如果没有指定位域呢
#include <stdio.h>
struct example{
char a ;
char b ;
};
int main () {
struct example p1;
printf("\tSize of example is %0d\n", sizeof(p1));
return 0;
}
结果如下
本来打算打印下每个结构体成员的地址偏移的，结果
不让打印，无法获取地址 >_<