结构体的大小的计算与空间的优化--之基本类型

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 * Author  : Samson
 * Date    : 09/20/2013
 * Test platform:
 *               #1 SMP Debian 3.7.2-0+kali8
 *               gcc (Debian 4.7.2-5) 4.7.2

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先看看从网上的查找到的关于：编译器是按照什么样的原则进行对齐的?

    先让我们看四个重要的基本概念：

1.数据类型自身的对齐值：

  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。

2.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。

3.指定对齐值：#pragma pack (value)时的指定对齐值value。

    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小的那个值。

typedef struct Double
{
  char c;
  double b;
  int f;
  short a;
  char e;
}DOUBLEAREA;

以上结构体，有人认为长度是24,理由是在double b前必须按照double的长度进行补齐前面的char c,所以在double b前的长度就应该是8个字节了。因为为8+8+4+4=24;而按照以上的四条原则中的第一条：int,float,double类型，其自身对齐值为4单位字节，那么应该为：4+8+4+4=20；

根据第一条规则，个人理解的意思是对于每一种类型的结构体中的变量，前面的结构体字段的长度总和必须是当前类型的自身对齐的整数倍，就上面的这个结构体的定义：对于此结构体应用此规则的应用如下：

typedef struct Double
{
  char c;
  double b;  //前面的c的空间必须是double的对齐字节单位对齐，所以前面的要补齐到4个字节
  int f;
  short a;//而此short类型的前面所占空间(补课后的空间)只要是short的对齐单位2字节对齐即可；前面的字段的补齐后的已经是4的倍数了
  char e; //此char类型的前面的所占空间(补齐后的空间)只要是char的对齐单位1字节的整数倍即可
}DOUBLEAREA;

那么就以上的结构体，还有没有能够进行优化的空间呢？

根据以上的分析，已经看到把占用对齐字节越大的放在结构体前的话，会在空间上更加优化，因为越大的空间的值在结构体的后面的话，对齐的单位更大，浪费的空间也就更大了，那么我们把上面的结构体修改一下，就能够节省4个字节了，如下：

typedef struct Double
{
  double b;
  int f;
  short a;
  char c;
  char e;
}DOUBLEAREA;

修改后的空间占用为:8+4+2+1+1=16

为了节省空间修改结构体的原则为：

1）按对齐单位的大小从大到小的顺序进行定义；

2）把对齐单位相同的写在一块；

测试代码及结果：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct Double
{
  char c;
  double b;
  int f;
  short a;
  char e;
}DOUBLEAREA;

typedef struct DoubleNew
{
  double b;
  int f;
  short a;
  char c;
  char e;
}DOUBLEAREANEW;


int main()
{
  int lenDouble, lenDoubleNew;
  DOUBLEAREA DoubleArea;
  DOUBLEAREANEW DoubleAreaN;
  lenDouble = sizeof(DoubleArea);
  lenDoubleNew = sizeof(DoubleAreaN);
  printf("DoubleArea len is %d DoubleAreaN len is %d ", lenDouble, lenDoubleNew);
  return 0;
}

root@quieter:/usr/local/samsonfile/yygytest# ./a.out
DoubleArea len is 20 DoubleAreaN len is 16

后续又有对存在 位域字段的结构体的长度的计算及优化空间的日志，地址如下：

http://blog.csdn.net/yygydjkthh/article/details/11854089