怎么在C++中計算結(jié)構(gòu)體與對象的大小

今天就跟大家聊聊有關(guān)怎么在C++中計算結(jié)構(gòu)體與對象的大小，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

C語言是什么

C語言是一門面向過程的、抽象化的通用程序設(shè)計語言，廣泛應(yīng)用于底層開發(fā)，使用C語言可以以簡易的方式編譯、處理低級存儲器。

如何計算結(jié)構(gòu)體的大小

其實計算一個結(jié)構(gòu)的大小的方法并不難，簡單來說就是把結(jié)構(gòu)體內(nèi)的所有成員的大小相加就可以。但是，需要內(nèi)存對齊那么究竟什么是內(nèi)存對齊，又為什么要進(jìn)行類型對齊呢？

結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對齊

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊主要有兩個步驟：

1.結(jié)構(gòu)體各成員對齊.
2.結(jié)構(gòu)體總體對齊

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊規(guī)則：

1.結(jié)構(gòu)體的第一個成員在存放在結(jié)構(gòu)體偏移量為0的位置
2.其他成員變量要對齊到某個數(shù)字（對齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。.

對齊數(shù) = 編譯器默認(rèn)的一個對齊數(shù)與該成員大小的較小值。
/*
**VS中默認(rèn)的值為8
**Linux中的默認(rèn)值為4
*/

3.結(jié)構(gòu)體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍。

4.如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍。

說了這么多，我們直接在VS環(huán)境下舉幾個例子給大家說明一下：

例1：

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};

（1）計算這個結(jié)構(gòu)體的大小的時候，首先看c1的大小是1（char類型），也即是說在結(jié)構(gòu)體中c1存放的位置是結(jié)構(gòu)體偏移量是0的位置

（2）接下來看i占4個字節(jié)，根據(jù)結(jié)構(gòu)體對齊規(guī)則可知,c的有效對齊值為4（4 < 8）對齊到4的整數(shù)倍地址,即地址偏移量為4處.(40的位置存放了c1,所以只能從41的位置開始存放)

（3）同（2）得出c2的存儲位置是8

（4）此時內(nèi)存中共有9個字節(jié)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)體整體對齊，最大對齊數(shù)是4，即要求是4的整數(shù)倍，也就是12

例2：

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
struct S2
{
	char a1;
	struct S1 s1;
	int i;
};

上面我們知道S1的大小是12，現(xiàn)在我們計算一下S2的大?。?/p>

（1）a1占一個字節(jié)，放在結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0 的地址處.

（2） s1占12個字節(jié)，對齊數(shù)位4（嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，S1的最大對齊數(shù)是4),40處存放了a1,所以只能從41處開始存放

（3）i占了4字節(jié)，對齊數(shù)為4，s1一直存放到了15的位置，所以i只能從4*5 = 20的位置開始存儲

（4）現(xiàn)在內(nèi)存中共有20個字節(jié)，成員中最大對齊數(shù)是4，整體對齊時為4的倍數(shù)，所以結(jié)果是20

注意：默認(rèn)對齊參數(shù)是可以用#pragma pack()設(shè)置的，例如下面的這個例子

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
#pragma pack(8)//設(shè)置默認(rèn)對齊數(shù)為8
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的默認(rèn)對齊數(shù)，還原為默認(rèn)
#pragma pack(1)//設(shè)置默認(rèn)對齊數(shù)為1
struct S2
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的默認(rèn)對齊數(shù)，還原為默認(rèn)
int main()
{
	//輸出的結(jié)果是什么？
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	system("pause");
	return 0;
}

為什么存在內(nèi)存對齊

1.平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。

2. 性能原因： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應(yīng)該盡可能地在自然邊界上對齊。 原因在于，為了訪問未對齊的內(nèi)存，處理器
需要作兩次內(nèi)存訪問；而對齊的內(nèi)存訪問僅需要一次訪問

如何計算一個對象的大小

其實在C++中，結(jié)構(gòu)體和類可以認(rèn)為是相同的，只是默認(rèn)的訪問權(quán)限不同（struct默認(rèn)是public，class默認(rèn)是private ），從這方面來看的話，其實計算一個類/對象的大小的方法和計算結(jié)構(gòu)體的大小的方法是一樣的。
我們來驗證一下：

#include <iostream>
using namespace std;

struct A
{
	int a;
	char b;
	char c;
};
class B
{
	int a;
	char b;
	char c;
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;
	cout << sizeof(B) << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

可以看到，我們對結(jié)構(gòu)體A和類B計算大小是一樣的。

看完上述內(nèi)容，你們對怎么在C++中計算結(jié)構(gòu)體與對象的大小有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關(guān)內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。