注：本文旨在記錄筆者的學習過程，僅代表筆者個人的理解，如果有表述不準確的地方，歡迎各位指正！因為涉及到的概念來源自網(wǎng)絡(luò)，所以如有侵權(quán)，也望告知！

前言

本文主要是深入了解一下iOS底層對結(jié)構(gòu)體內(nèi)部字節(jié)進行的對齊原理。

正文

首先我們定義了三個結(jié)構(gòu)體 LGStruct1、 LGStruct2和 LGStruct3 ，然后通過控制臺打印出三個結(jié)構(gòu)體類型的內(nèi)存大小。

struct LGStruct1 {
    double a;  
    char b;     
    int c;      
    short d;    
}struct1;

struct LGStruct2 {
    double a;   
    int b;      
    char c;     
    short d;    
}struct2;

struct LGStruct3 {
    double a; 
    int b;     
    char c;     
    short d;    
    struct LGStruct1 e;
}struct3;

NSLog(@"%lu-%lu-%lu",sizeof(struct1),sizeof(struct2),sizeof(struct3));

可以看到，控制臺的打印結(jié)果如下：

那么你是不是跟筆者存在同樣的疑惑，LGStruct1、LGStruct2兩個結(jié)構(gòu)體擁有的變量數(shù)量跟類型都大同小異，到底是什么原因?qū)е聝蓚€結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存大小的表現(xiàn)上會有截然不同的結(jié)果？LGStruct3的內(nèi)存大小又是如何計算出來的？

基本數(shù)據(jù)類型內(nèi)存大小

image

內(nèi)存對齊的原則

1. 數(shù)據(jù)成員對?規(guī)則：結(jié)構(gòu)(struct)(或聯(lián)合(union))的數(shù)據(jù)成員，第 ?個數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地?，以后每個數(shù)據(jù)成員存儲的起始位置要 從該成員??或者成員的?成員??（只要該成員有?成員，?如說是數(shù)組， 結(jié)構(gòu)體等）的整數(shù)倍開始(?如int為４字節(jié)，則要從４的整數(shù)倍地址開始存 儲。
2. 結(jié)構(gòu)體作為成員：如果?個結(jié)構(gòu)?有某些結(jié)構(gòu)體成員，則結(jié)構(gòu)體成員要從 其內(nèi)部最?元素??的整數(shù)倍地址開始存儲。(struct a?存有struct b，b ?有char、int 、double等元素，那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲。)
3. 收尾?作：結(jié)構(gòu)體的總??，也就是sizeof的結(jié)果，必須是其內(nèi)部最? 成員的整數(shù)倍，不?的要補?。

案例解析

了解系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)體 內(nèi)存對齊的原則后，我們回過頭再看一下文章一開頭的 三個結(jié)構(gòu)體LGStruct1、LGStruct2和LGStruct3 。

結(jié)構(gòu)體 LGStruct1，通過 內(nèi)存對齊規(guī)則計算 過程如下：

• 變量a： **double ** 占8個字節(jié)，從0位置開始，則 0-7 存儲 a

• 變量b： **char ** 占1個字節(jié)，從8位置開始，此時8是1的整數(shù)倍，則 8 存儲 b

• 變量c： int 占4個字節(jié)，從9位置開始，但是此時9不是4的整數(shù)倍，因此需要往后繼續(xù)尋找，找到最接近的能整除4的12位置，則 12-15 存儲 c

• 變量d： **short ** 占2個字節(jié)，從16位置開始，此時16是2的整數(shù)倍，則16-17 存儲 d

• 收尾：LGStruct1需要的內(nèi)存大小為18字節(jié)，而LGStruct1中最?成員變量字節(jié)數(shù)是8字節(jié)，內(nèi)存大小18字節(jié)不是內(nèi)部最?成員的整數(shù)倍，所以必須向上補齊，補齊后的最終大小為24字節(jié)

結(jié)構(gòu)體LGStruct2，通過內(nèi)存對齊規(guī)則計算過程如下：

• 變量a： double 占8個字節(jié)，從0位置開始，則 0-7 存儲 a

• 變量b： int 占4個字節(jié)，從8位置開始，此時8是4的整數(shù)倍，則 8-11 存儲 b

• 變量c： char 占1個字節(jié)，從12位置開始，此時12是1的整數(shù)倍，則 12 存儲 c

• 變量d： short 占2個字節(jié)，從13位置開始，但是此時13不是2的整數(shù)倍，因此需要往后繼續(xù)尋找，找到最接近的能整除2的14位置，則 14-15 存儲 d

• 收尾：LGStruct2需要的內(nèi)存大小為16字節(jié)，LGStruct2中最?成員變量字節(jié)數(shù)是8字節(jié)，內(nèi)存大小16字節(jié)剛好是內(nèi)部最?成員的整數(shù)倍，所以最終大小為16字節(jié)

結(jié)構(gòu)體LGStruct3，通過內(nèi)存對齊規(guī)則計算過程如下：

• 變量a： double 占8個字節(jié)，從0位置開始，則 0-7 存儲 a

• 變量b： int 占4個字節(jié)，從8位置開始，此時8是4的整數(shù)倍，則 8-11 存儲 b

• 變量c： char 占1個字節(jié)，從12位置開始，此時12是1的整數(shù)倍，則 12 存儲 c

• 變量d： short 占2個字節(jié)，從13位置開始，但是此時13不是2的整數(shù)倍，因此需要往后繼續(xù)尋找，找到最接近的能整除2的14位置，則 14-15 存儲 d

• 變量e：內(nèi)嵌的LGStruct1結(jié)構(gòu)體，LGStruct1內(nèi)部最?元素的大小是8字節(jié)，需要從8的整數(shù)倍位置開始存儲，存儲方式同上LGStruct1結(jié)構(gòu)體，則 16-33 存儲 e

• 收尾：LGStruct3需要的內(nèi)存大小為34字節(jié)，LGStruct3中最?成員變量字節(jié)數(shù)是8字節(jié)，內(nèi)存大小34字節(jié)不是內(nèi)部最?成員的整數(shù)倍，所以必須向上補齊，補齊后的最終大小為40字節(jié)

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