struckt结构体中的内存对齐

约定不等于承诺〃 2023-01-05 14:11 248阅读 0赞

## 一、结构体 ##

定义：结构体是一系列数据的集合，这些数据可能描述了一个物体，也可能是对一个问题的抽象。

举个栗子，简单的说，对于人，人有名字，性别，年龄，身高，体重等个人信息，那么，我们在定义这种个体的时候，就不能说它能用一个字符或整型变量来定义。 这时候，就需要结构体闪亮登场了。

基本语法：

struct 结构体名字 {
        类型 名字;
        类型 名字;
        类型 名字;
        ... 
    }结构体变量1，结构体变量2……;

方式一:

struct People{
        int age;
        float height;
        float weight;
        NSString *name;
    };初始化及赋值：
    
    struct People pe = {12,164.60,65.15,@"小米"};
    　NSLog(@"%@",pe.name);

方式二 、通过结构体变量:

struct Worker{
        NSString *postOfDuty;
        NSString *department;
    } Worker1,Worker2;//这里的Worker1 Worker2 相当于方式1中创建的pe 
    
    //用这种方式 定义的结构体  只能使用点语法的方式去赋值
       Worker1.postOfDuty = @"保安";
       Worker2.department = @"研发部门";
       NSLog(@"%@---%@", Worker1.postOfDuty, Worker2.department);

方式三、通过`typedef`的方式:

typedef struct{
        NSString *name;
        int number;
    }Student;//这里的Student就是一个代表这个结构体的新类型
    
    
    Student stu ={@"小明",12311};
    NSLog(@"%@",stu.name);

需要注意的有一点，结构体名称和结构体变量可以同时存在 也可以只存在一个，方式一中只存在结构体名称不存在结构体变量，方式二中即存在结构体名称也存在结构体变量，下面的方式只存在结构体变量而不存在结构体名称：

struct{
        NSString *nickName;
        int age;
    } cat,dog;
    
     
    cat.nickName = @"叮当";
    NSLog(@"%@",cat.nickName);

## 二、内存对齐的意义 ##

结构体内存对齐：元素是按照定义顺序一个一个放到内存中去的，但并不是紧密排列的。从结构体存储的首地址开始，每个元素放置到内存中时，它都会认为内存是按照自己的大小来划分的，因此元素放置的位置一定会在自己宽度的整数倍上开始。  
　　内存对齐可以大大提升内存访问速度，是一种用空间换时间的方法。  
　　内存不对齐会导致每次读取数据都会读取两次，使得内存读取速度减慢。  
　　cpu把内存当成是一块一块的，块的大小可以是2,4,8,16 个字节，因此CPU在读取内存的时候是一块一块进行读取的，块的大小称为（memory granularity）内存读取粒度。  
　　我们再来看看为什么内存不对齐会影响读取速度？  
　 假设CPU要读取一个4字节大小的数据到寄存器中（假设内存读取粒度是4），分两种情况讨论：  
　  
1.数据从0字节开始（内存对齐）  
2.数据从1字节开始（内存不对齐）

解析：当数据从0字节开始的时候，直接将0-3四个字节完全读取到寄存器，结算完成了（一遍即可）。当数据从1字节开始的时候，问题很复杂，首先先将前4个字节读到寄存器，并再次读取4-7字节的数据进寄存器，接着把0字节，4,6,7字节的数据剔除，最后合并1,2,3,4字节的数据进寄存器，对一个内存未对齐的寄存器进行了这么多额外操作，大大降低了CPU　的性能。但是这还属于乐观情况，内存对齐的作用之一是平台的移植原因，因为只有部分CPU肯干，其他部分CPU遇到未对齐边界就直接罢工了。

A、结构体的内存对齐

1.在有`#pragma pack`宏的情况下  
有宏定义的情况下 结构体的自身宽度 就是宏上规定的数值大小 所有内存都按照这个宽度去布局 `#pragma pack` 参数只能是 ‘1’, ‘2’, ‘4’, ‘8’, or ‘16’

2.在没有`#pragma pack`宏的情况下  
没有宏定义的情况下 结构体的自身宽度有最大成员属性的宽度决定

内存对齐原则：  
　　　　1、第一个成员的首地址为`0`.  
　　　　2、每个成员的首地址是自身大小的整数倍  
　　　　3、结构体的总大小，为其成员中所含最大类型的整数倍。