为何改变结构中元素的顺序,占用的空间也会改变?

shadowWind 2006-02-16 07:49:56
1.
typedef struct EXAMPLE_STRU
{
unsigned int valid: 1;
PERSON person;
unsigned int set_flag: 1;
}EXAMPLE;
2.
typedef struct EXAMPLE_STRU
{
unsigned int valid: 1;
unsigned int set_flag: 1;
PERSON person;
}EXAMPLE;

2比1节省一个字节的空间,为什么?

BTW. PERSON的定义:
typedef struct PERSON_STRU
{
unsigned char name[8];
unsigned char age;
unsigned char sex;
unsigned char addr[40];
unsigned char city[15];
unsigned char tel;
}PERSON;
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Snow_Ice11111 2006-02-16
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Typedef union student
{
Char name[10];
Long sno;
Char sex;
Float score [4];
} STU;
Main ()
{
STU a[5];
Printf(“%d\n”,sizeof(a);
}
答案是80 ,因为union是可变的以其成员中最大的成员作为 该union的大小!
但是换成是 struct又是多少呢?
Typedef struct student
{
Char name[10];
Long sno;
Char sex;
Float score [4];
} STU;
Main ()
{
STU a[5];
Printf(“%d\n”,sizeof(a);
}
答案是 180 ????为什么不是 (10+4+1+16)*5=155? 因为struct 有个叫对齐方式的问题:
不对齐的数据存取在x86上影响速度,因为在不对齐的时候,对于小的可能会影响 其效率,对齐即是多分配一些字节,填充无用数据,以空间的损失来换取消率。
struct是一种复合数据类型,其构成元素既可以是基本数据类型(如int、long、float等)的变量,也可以是一些复合数据类型(如array、struct、union等)的数据单元。对于结构体,编译器会自动进行成员变量的对齐,以提高运算效率。缺省情况下,编译器为结构体的每个成员按其自然对齐(natural alignment)条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储,第一个成员的地址和整个结构的地址相同。
自然对齐(natural alignment)即默认对齐方式,是指按结构体的成员中(类型)size最大的成员作为基本的分配单元,而且与其顺序有这密切的联系。
例如:
struct naturalalign
{
char a;
short b;
char c;
};
  在上述结构体中,size最大的是short,其长度为2字节,因而结构体中的char成员a、c都以2为单位对齐,sizeof(naturalalign)的结果等于6;
如果改为:
struct naturalalign
{
char a;
int b;
char c;
};
  其结果显然为12。
那么再回到到原题:结构体中,size最大的是long,size是 4,所以,按照顺序,Char name[10];12个字节;Long sno; 4个字节;Char sex; 4个字节(这里对齐了);Float score [4]; 16个字节。于是(12+4+4+16)×5=180,就是了!
刚才还说过,与顺序有关,呵呵,我们改一下:
Typedef struct student
{
Char name[10];
Char sex;
Long sno;
Float score [4];
} STU;
Main ()
{
STU a[5];
Printf(“%d\n”,sizeof(a);
}

答案是:160. 为什么,只是换了顺序而已呀?关键就在顺序上。
结构体中,size最大的是long,size是 4,所以,按照顺序,Char name[10];12个字节;但是这12中多分配的2个字节可以包含后面的Char sex; (问题就在这);Float score [4]; 16个字节。于是(12+4+16)×5=160,就是了!
所以要小心呀!
2.2指定对齐
  一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对齐条件:
  • 使用伪指令#pragma pack (n),编译器将按照n个字节对齐;
  • 使用伪指令#pragma pack (),取消自定义字节对齐方式。
  注意:如果#pragma pack (n)中指定的n大于结构体中最大成员(类型)的size,则其不起作用,结构体仍然按照size最大的成员进行对齐。
例如:
#pragma pack (n)
struct naturalalign
{
char a;
int b;
char c;
};
#pragma pack ()
  当n为4、8、16时,其对齐方式均一样,sizeof(naturalalign)的结果都等于12。而当n为2时,其发挥了作用,使得sizeof(naturalalign)的结果为6。
xuzheng318 2006-02-16
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在网络协议编程中,经常会处理不同协议的数据报文。一种方法是通过指针偏移的方法来得到各种信息,但这样做不仅编程复杂,而且一旦协议有变化,程序修改起来也比较麻烦。在了解了编译器对结构空间的分配原则之后,我们完全可以利用这一特性定义自己的协议结构,通过访问结构的成员来获取各种信息。这样做,不仅简化了编程,而且即使协议发生变化,我们也只需修改协议结构的定义即可,其它程序无需修改,省时省力。下面以TCP协议首部为例,说明如何定义协议结构。其协议结构定义如下:

#pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐
struct TCPHEADER
{
short SrcPort; // 16位源端口号
short DstPort; // 16位目的端口号
int SerialNo; // 32位序列号
int AckNo; // 32位确认号
unsigned char HaderLen : 4; // 4位首部长度
unsigned char Reserved1 : 4; // 保留6位中的4位
unsigned char Reserved2 : 2; // 保留6位中的2位
unsigned char URG : 1;
unsigned char ACK : 1;
unsigned char PSH : 1;
unsigned char RST : 1;
unsigned char SYN : 1;
unsigned char FIN : 1;
short WindowSize; // 16位窗口大小
short TcpChkSum; // 16位TCP检验和
short UrgentPointer; // 16位紧急指针
};
#pragma pack() // 取消1字节对齐方式
flyelf 2006-02-16
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可以使用#pragma pack(n)改变对齐方式
zxw2844 2006-02-16
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好象跟结束符"/0"有关!.........
DentistryDoctor 2006-02-16
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这是因为编译器对齐原因
一般来说默认的是以4字节对齐边界。

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