C/C++ - 结构体实际申请的空间

C/C++ - 结构体实际申请的空间

1. 以下的结构体，sizeof()大小,实际申请的空间以及理论上申请最佳空间

struct Spot
{
    int x;
    int y;
    bool visible;
    int red;
    int blue;
    int green;
    double alpha;
    bool cleaned;
};

在分析前，要先了解下Data structure alignment概念

• 简单来讲，就是由于CPU访问内存时是成块成块读取数据的，因此编译器为了让CPU访问的时候更加方便些（同时也使得程序更加高效些），会将变量的内存地址移动到2的N次幂上。而为此空出来的空间叫作padding，在计算结构体总大小的时候，也得考虑这些padding。
  
  
• 简单说，假设CPU每次读取内存都是读4个字节，那么要把变量内存地址移到4的倍数上。不过在64位系统中，CPU每次能够读取8个字节，因此8个字节的double变量地址要位于8的倍数上。一个个变量算下来，最后就会获得结构体的实际大小了。

1. 计算理论上的最佳值：

1. int --> 4 Byte
2. bool --> 1 Byte
3. double --> 8 Byte
   

因此理想最佳值为：４＋４＋１＋４＋４＋４＋８＋１ ==>　３０

2.sizeof() 程序输出结果（在64位机器ubuntu上测试）输出结果

• 测试机器：ubuntu x64
• 编译器：gcc4.8.2
  　 最终结果是：40

3.根据Data structure alignment在如下平台分析

• 测试机器：ubuntu x64
• 编译器：gcc4.8.2

由于在６４位机器上运行，因此CPU每次能够读取8个字节，也就意味着每８个字节位一组数据。

int x和int y做为１组。
bool visible ---> 1 Byte
int red ---> 4 Byte
int blue ---> 4 Byte
由于visible＋red ---> 5 Byte,没到8 Byte　因此后面能够在追加字段，可是visible + red + blue --> 9 Byte　超出８Byte　因此这里分红两组，visible + red 一组，blue为另一组

依次类推：最终结果和sizeof()结果一致

后记：对于Spot结构的优化

struct Spot
{
　　double alpha;
    int x;
    int y;
    int red;
    int blue;
    int green;
    bool cleaned;
    bool visible;
};

• 参考http://segmentfault.com/blog/spacewander/1190000000753849