后台开发：核心技术与应用实践1.6.2 结构体、共用体在内存单元占用字节数的计算

1.6.2　结构体、共用体在内存单元占用字节数的计算

一般64位机器上各个数据类型所占的存储空间如下所述。

（1）char：8bit=1byte。

（2）short：16bit=2byte。

（3）int：32bit=4byte。

（4）long：64bit=8byte。

（5）float：32bit=4byte。

（6）double：64bit=8byte。

（7）long long：64bit=8byte。

其中，long类型在32位机器上只占4Byte，其他类型在32位机器和64位机器都是占同样的大小空间。先来看union占用内存单元字节数的计算方法。

【例1.14】　union的字节数计算。

#include<iostream>

using namespace std;

union A{

    int a[5];

    char b;

    double c;

};

int main(){

    cout<<sizeof(A)<<endl;

    return 0;

}

程序的执行结果是：

24

union中变量共用内存，应以最长的为准，可是例1.14的执行结果却不是预想的20（int a[5],5*4 =20Byte），这是因为在共用体内变量的默认内存对齐方式，必须以最长的double（8Byte）对齐，也就是说应该是sizeof(A)=24。所以将共用体中的int a[5]修改成int a[6]后，结果仍然不变；但如果将int a[5]修改成int a[7]，结果就将变成32。

再来看struct的计算方法。

【例1.15】　struct的字节数计算。

#include<iostream>

using namespace std;

struct B{

    char a;

    double b;

    int c;

}test_struct_b;

int main(){

    cout<<sizeof(test_struct_b)<<endl;

    return 0;

}

程序的执行结果是：

24

这是因为char a的偏移量为0，占用1Byte；double b指的是下一个可用的地址的偏移量为1，不是sizeof(double)=8，需要补足7Byte才能使偏移量变为8；int c指的是下一个可用的地址的偏移量为16，是sizeof(int)=4的倍数，满足int的对齐方式。

故所有成员变量都分配了空间，空间总的大小为1+7+8+4=20，不是结构的节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof (double)=8）的倍数，所以需要填充4Byte，以满足结构的大小为sizeof(double)=8的倍数，即24。

再来看一个混合结构体的大小计算。

【例1.16】　一个混合结构体大小的计算。

#include<iostream>

using namespace std;

typedef union{

    long i;

    int k[5];

    char c;

} UDATE;

struct data{

    int cat;

    UDATE cow;

    double dog;

}too;

UDATE temp;

int main(){

    cout<<sizeof(struct data)+sizeof(temp)<<endl;

    return 0;

}

假设是测试机器是在64位机器上，那么程序的执行结果应该是多少？UDATE是一个union，作为变量公用空间。里面占用字节数最多的变量是int k[5]，有20Byte，但它要与long类型的8Byte对齐，所以占用24Byte。所以sizeof(struct data)是24，temp是一个struct，每个变量分开占用空间.依次为int4+UDATE28+double8=40，40是4和8的公倍数，字节已对齐，故sizeof(temp)是40，所以结果是40+24=64。