Warum ist die Größe einer C-Struktur mit kurzen Mitgliedern nicht immer ein Vielfaches der Mitgliedsgröße?

Speicherausrichtung in C-Strukturen verstehen

Speicherausrichtung ist ein entscheidendes Konzept in der C-Programmierung, da sie sich auf die Art und Weise auswirkt, wie Daten im Speicher gespeichert werden auf die der Prozessor zugreift. Im Kontext von Strukturen bestimmt die Speicherausrichtung, wie einzelne Mitglieder einer Struktur im Speicher angeordnet sind.

Betrachten Sie die folgende Struktur:

<code class="c">typedef struct {
    unsigned short v1;
    unsigned short v2;
    unsigned short v3;
} myStruct;</code>

Auf einem 32-Bit-Computer mit Speicherausrichtung normalerweise auf 4 Bytes eingestellt ist, würde man erwarten, dass die Gesamtgröße dieser Struktur 8 Bytes beträgt. Der Operator „sizeof(myStruct)“ gibt jedoch nur 6 Bytes zurück.

Die Diskrepanz entsteht, weil jedes Mitglied der Struktur, das ein vorzeichenloser Short ist, eine Größe von 2 Bytes hat. Da alle Elemente die gleiche Größe haben, wird zwischen ihnen keine Polsterung eingefügt. Infolgedessen belegt die Struktur 6 Bytes im Speicher.

Jetzt ändern wir die Struktur:

<code class="c">typedef struct {
    unsigned short v1;
    unsigned short v2;
    unsigned short v3;
    int i;
} myStruct;</code>

In diesem Fall ist das Vorhandensein eines int-Mitglieds mit einer Größe von 4 Bytes, ändert die Speicherausrichtung der Struktur. Das int-Mitglied muss an einer 4-Byte-Grenze ausgerichtet sein. Da ihm 6 Bytes vorangehen, werden 2 Bytes Auffüllung zwischen v3 und i eingefügt. Dadurch beträgt die Gesamtgröße der Struktur 12 Bytes, wie durch sizeof(myStruct) bestätigt.

Zusammenfassend stellt die Speicherausrichtung in C-Strukturen sicher, dass Mitglieder im Speicher richtig ausgerichtet sind, um die Prozessorleistung zu optimieren und die Speichernutzung zu reduzieren . Typen werden nur an einer Grenze ausgerichtet, die so groß ist wie der Typ selbst. Wenn ein größerer Typ eingeführt wird, legt er die Ausrichtung für die gesamte Struktur fest und führt möglicherweise eine Polsterung ein, um die gewünschte Ausrichtung beizubehalten.

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