C/C++ 详谈结构体大小计算(内存对齐)

[1. 默认的对齐规则：](#1. 默认的对齐规则：)

几个例子与结果：

[2. 修改默认对齐数：](#2. 修改默认对齐数：)

例子：

[3. C++继承场景下的类的大小的计算：](#3. C++继承场景下的类的大小的计算：)

[1. 包含虚函数的类](#1. 包含虚函数的类)

[2. 包含成员函数的类](#2. 包含成员函数的类)

[4. 扩展：](#4. 扩展：)

定义一个计算成员变量在类中偏移量的宏

做法：

疑问：

1. 默认的对齐规则：

结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。
对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数与该成员变量⼤⼩的较⼩值

Visual Studio 中默认的值为 8
Linux中 gcc 没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的整数倍。
如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。

几个例子与结果：

cpp 复制代码

struct ss1
{
	char _c;
	int _i;
	int _i2;
};
struct ss2
{
	int _i;
	char _c;
};
struct ss3
{
	int _i;
	char _c;
	double _d;
};
struct ss4
{
	int _i;
	char _c;
	struct ss3 s;
	double _d;
};

2. 修改默认对齐数：

cpp 复制代码

#pragma pack(1) // 设置默认对齐数为1

#pragma pack()  // 取消前面设置的默认对齐数

例子：

cpp 复制代码

#pragma pack(1)
struct test
{
	int _i;
	char _c;
};
#pragma pack()
struct ss1
{
	char _c;
	int _i;
	int _i2;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct test));
	printf("%d\n", sizeof(struct ss1));
	return 0;
}

在C++中，如果一个结构体(类)中，没有任何成员变量只有成员函数，他的大小是1，因为总要标识这个对象在哪~

3. C++继承场景下的类的大小的计算：

1. 包含虚函数的类

最后说一下在继承的场景下类的大小，我们直接用结果来解释原理~

cpp 复制代码

struct base
{
	int _i;
	char _c;
	virtual void testFunc()
	{ }
};
struct drive : public base
{
	double _d;
	void testFunc()
	{
	}
};
struct base1
{
	int _i;
	char _c;
	void testFunc()
	{ }
};
struct drive1 : public base1
{
	double _d;
};

这里为什么base的大小是12呢？

4 + 1 + 填充3 + vptr(32位下4字节/64位下8字节)

因为类中有一个虚函数，编译器会为对象隐式添加一个vptr虚函数指针，指向这个对象的虚函数表。

2. 包含成员函数的类

cpp 复制代码

struct test
{
	int _i;
	char _c;
	void testFunc()
	{ }
};

这里说明了一个问题，this指针一定是不存储在对象中，而是在栈空间中~。

4. 扩展：

定义一个计算成员变量在类中偏移量的宏

cpp 复制代码

#define OFFSETOF(TYPE, ELEM) ((int)(&(((TYPE*)0)->ELEM)))

cpp 复制代码

struct testClass
{
	int _i;
	char _c;
	double _d;
	void testFunc()
	{ }
};

做法：

比如，_c 是的地址是0x00000004，它的偏移量正好就是4~

疑问：

((TYPE*)0)->ELEM 不会野指针吗~？答案是不会的，现代的编译器十分智能，它如果检测到((TYPE*)0)->ELEM 之前还有一个&取地址符号，那么他就不会去访问这块空间，而仅仅是拿到他的地址。如果只写((TYPE*)0)->ELEM ，那么必然是会野指针的~~！