先介绍三个概念:自身对齐值、指定对齐值、有效对齐值。
自身对齐值:数据类型本身的对齐值,例如char类型的自身对齐值是1,short类型是2;
指定对齐值:编译器或程序员指定的对齐值,32位单片机的指定对齐值默认是4;
有效对齐值:自身对齐值和指定对齐值中较小的那个。
对齐有两个规则:
1、不但结构体的成员有有效对齐值,结构体本身也有对齐值,这主要是考虑结构体的数组,对于结构体或者类,要将其补齐为其有效对齐值的整数倍。结构体的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值;
2、存放成员的起始地址必须是该成员有效对齐值的整数倍。
举四个例子
假如结构体起始地址是0x0000,
成员a的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0000是1的整数倍,故a存放起始地址是0x0000,占一个字节;
成员b的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0001是1的整数倍,故b存放起始地址是0x0001,占一个字节;
成员c的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0002是1的整数倍,故c存放起始地址是0x0002,占一个字节;
成员d的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0003是1的整数倍,故d存放起始地址是0x0003,占一个字节;
此时结构体A的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值,它的成员都是char类型,故结构体A的有效对齐值是1.
结构体A的存储结构如下,其中Y是根据规则1补齐的字节,x是规则2补齐的字节。
0x0000 | 0x00001 | 0x0002 | 0x0003 |
a | b | c | d |
根据以上规则可以知道其他结构体的存储结构:
结构体B占6个字节
0x0000 | 0x00001 | 0x0002 | 0x0003 | 0x0004 | 0x0005 |
a | x | b | b | c | d |
结构体C占12个字节
成员a的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0000是1的整数倍,故a存放起始地址是0x0000,占一个字节;
成员b的自身对齐值4,指定对齐值4,所以有效对齐值是4,地址0x0004是4的整数倍,故b存放起始地址是0x0004,占四个字节;
成员c的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0008是1的整数倍,故c存放起始地址是0x0008,占一个字节;
成员d的自身对齐值1,指定对齐值4,所以有效对齐值是1,地址0x0009是1的整数倍,故d存放起始地址是0x0009,占一个字节;
结构体C的成员占据10个字节,而结构体C的有效对齐值是其成员b的自身对齐值4,10不是4的倍数,故还需补齐两个字节,此时结构体C占据12个字节,是4的倍数
如下:
0x0000 | 0x00001 | 0x0002 | 0x0003 | 0x0004 | 0x0005 | 0x0006 | 0x0007 | 0x0008 | 0x0009 | 0x000A | 0x000B |
a | x | x | x | b | b | b | b | c | d | Y | Y |
结构体D占16个字节
0x0000 | 0x00001 | 0x0002 | 0x0003 | 0x0004 | 0x0005 | 0x0006 | 0x0007 | 0x0008 | 0x0009 | 0x000A | 0x000B | 0x000C | 0x000D | 0x000E | 0x000F |
a | x | x | x | b | b | b | b | b | b | b | b | c | d | Y | Y |
代码验证如下: