C/C++ - 結構體實際申請的空間

C/C++ - 結構體實際申請的空間

1. 以下的結構體，sizeof()大小,實際申請的空間以及理論上申請最佳空間

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

• 簡單來講，就是由於CPU訪問內存時是成塊成塊讀取數據的，因此編譯器爲了讓CPU訪問的時候更加方便些（同時也使得程序更加高效些），會將變量的內存地址移動到2的N次冪上。而爲此空出來的空間叫作padding，在計算結構體總大小的時候，也得考慮這些padding。
  
  
• 簡單說，假設CPU每次讀取內存都是讀4個字節，那麼要把變量內存地址移到4的倍數上。不過在64位系統中，CPU每次能夠讀取8個字節，因此8個字節的double變量地址要位於8的倍數上。一個個變量算下來，最後就會獲得結構體的實際大小了。

1. 計算理論上的最佳值：

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

因此理想最佳值爲：４＋４＋１＋４＋４＋４＋８＋１ ==>　３０

2.sizeof() 程序輸出結果（在64位機器ubuntu上測試）輸出結果

• 測試機器：ubuntu x64
• 編譯器：gcc4.8.2
  　 最終結果是：40

3.根據Data structure alignment在如下平臺分析

• 測試機器：ubuntu x64
• 編譯器：gcc4.8.2

由於在６４位機器上運行，因此CPU每次能夠讀取8個字節，也就意味着每８個字節位一組數據。

int x和int y做爲１組。
bool visible ---> 1 Byte
int red ---> 4 Byte
int blue ---> 4 Byte
由於visible＋red ---> 5 Byte,沒到8 Byte　因此後面能夠在追加字段，可是visible + red + blue --> 9 Byte　超出８Byte　因此這裏分紅兩組，visible + red 一組，blue爲另一組

依次類推：最終結果和sizeof()結果一致

後記：對於Spot結構的優化

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

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