Ausrichtung und Auffüllung in Structs
Ausrichtung
Jedes Strukturfeld wird an einer Grenze ausgerichtet, die ein Vielfaches der Größe des größten Elements der Struktur ist.
Beispielsweise wenn das größte Element 4 Byte groß ist, wird jedes Element an einer 4-Byte-Grenze ausgerichtet.
Dies dient dazu, den Speicherzugriff zu beschleunigen und Hardware-Ausrichtungsprobleme zu vermeiden.
main.c
1234567891011121314151617181920#include <stdio.h> // simple struct struct Example { char a; int b; double c; }; int main() { struct Example test; printf("Size of struct Example: %zu\n", sizeof(test)); printf("Address of test.x (char): %p\n", &test.a); printf("Address of test.y (int): %p\n", &test.b); printf("Address of test.c (double): %p\n", &test.c); return 0; }
Vielleicht fragen Sie sich, warum die Größe von struct Example 16 Byte beträgt, obwohl jedes Feld an der Grenze des größten Typs, nämlich 8 Byte, ausgerichtet ist. Auf den ersten Blick könnte man annehmen, dass die Ausrichtung aller drei Felder auf 8 Byte eine Gesamtgröße von 24 Byte ergibt. Tatsächlich funktioniert es jedoch etwas anders.
Das erste Feld a ist ein char und belegt 1 Byte. Damit das nächste Feld b vom Typ int an einer 4-Byte-Grenze beginnt, fügt der Compiler nach a 3 Bytes Auffüllung (Padding) hinzu. Das Feld b selbst belegt 4 Bytes und ist nun korrekt ausgerichtet.
Das nächste Feld c ist ein double und muss an einer 8-Byte-Grenze beginnen. Der Compiler fügt nach b weiteres Padding hinzu, um c an der richtigen Adresse zu platzieren. Das Feld c belegt 8 Bytes.
Insgesamt: 1 Byte für a + 3 Bytes Padding + 4 Bytes für b + 8 Bytes für c = 16 Bytes. Die Ausrichtungsregeln werden eingehalten und der Speicher wird effizient genutzt.
Danke für Ihr Feedback!
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Can you explain why the struct isn't 24 bytes if the largest element is 8 bytes?
How does padding work in structs with different data types?
Can you show an example of how the memory layout looks for this struct?
Großartig!
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Jedes Strukturfeld wird an einer Grenze ausgerichtet, die ein Vielfaches der Größe des größten Elements der Struktur ist.
Beispielsweise wenn das größte Element 4 Byte groß ist, wird jedes Element an einer 4-Byte-Grenze ausgerichtet.
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1234567891011121314151617181920#include <stdio.h> // simple struct struct Example { char a; int b; double c; }; int main() { struct Example test; printf("Size of struct Example: %zu\n", sizeof(test)); printf("Address of test.x (char): %p\n", &test.a); printf("Address of test.y (int): %p\n", &test.b); printf("Address of test.c (double): %p\n", &test.c); return 0; }
Vielleicht fragen Sie sich, warum die Größe von struct Example 16 Byte beträgt, obwohl jedes Feld an der Grenze des größten Typs, nämlich 8 Byte, ausgerichtet ist. Auf den ersten Blick könnte man annehmen, dass die Ausrichtung aller drei Felder auf 8 Byte eine Gesamtgröße von 24 Byte ergibt. Tatsächlich funktioniert es jedoch etwas anders.
Das erste Feld a ist ein char und belegt 1 Byte. Damit das nächste Feld b vom Typ int an einer 4-Byte-Grenze beginnt, fügt der Compiler nach a 3 Bytes Auffüllung (Padding) hinzu. Das Feld b selbst belegt 4 Bytes und ist nun korrekt ausgerichtet.
Das nächste Feld c ist ein double und muss an einer 8-Byte-Grenze beginnen. Der Compiler fügt nach b weiteres Padding hinzu, um c an der richtigen Adresse zu platzieren. Das Feld c belegt 8 Bytes.
Insgesamt: 1 Byte für a + 3 Bytes Padding + 4 Bytes für b + 8 Bytes für c = 16 Bytes. Die Ausrichtungsregeln werden eingehalten und der Speicher wird effizient genutzt.
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