結構元素的內存分配

Question

我讀過結構成員不需要在內存中連續。這是否意味着他們可以在記憶中的任意位置，就像他們是不同的變量一樣？如果是這樣，不會使用malloc來爲結構分配空間浪費很多存儲空間？

Answer 1

雖然成員不一定是連續的，但它們也不在任意的內存位置。舉個例子來說，下面的定義：

struct MyStruct 
{ 
    char foo; 
    int bar; 
}; 

假設sizeof(int) == 4，然後foo將在偏移0和bar在偏移4（被適當地對準）。所以整個結構將是8個字節，即使它可以適應5個。但是，對於這個結構的每個實例，這些偏移總是相同的。所以要回答你的問題malloc，不，它不會浪費空間。就分開的變量而言，是的，它們可能位於內存中的不同位置，但是結構的整個點是將相關變量分組。因此，同一個結構實例的所有成員將緊密地組合在一起。

Answer 2

根據CPU體系結構，可能需要正確對齊結構成員，例如4字節成員的地址應該可以被4整除。有些CPU不需要這種對齊，但是很多都可以。如果您嘗試使用不正確對齊的數據執行某些操作，某些CPU會崩潰，而其他CPU則會崩潰，但訪問不正確對齊的數據會非常慢。

彙編程序員需要擔心這個問題，但是C程序員通常可以把雜亂的細節留給編譯器。但它意味着結構可以包含「不可見」填充以確保正確對齊。這種填充不會浪費太多空間，並且可以通過良好的結構成員佈局來最大限度地減少浪費的空間。請注意，此填充也會發生在堆棧中爲您的函數創建的變量上。請參閱Data structure alignment。