C編譯器如何為結構分配內存？

Question

通過研究結構，我想到了一個問題，即編譯器如何將結構存儲在內存中，這意味着

struct 
{
      int number;
      char name[nam];
 }h;

我想知道的是成員（這里是number和name ）的存儲方式（例如，如果將數字存儲在地址2000中並將name存儲在2990中，則它們是按順序存儲還是存儲在隨機位置）？

Answer 1

內存按順序分配給結構成員：

+------------+------------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
|            |     ........     |     |     |     |     |     |     |
|            |                  |     |     |     |     |     |     |
+------------+--------+---------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
+            +        |       name[0]                             name[nam-1]
+------+-----+        |         +------------------+----------------+
       |              |                            |
       |              |                            |
       v              v                            v
    number         padding                      name[nam]

但是，與數組不同，為一個結構分配的內存可能會打包，也可能不會打包，即，在任何成員的分配空間之后可能會有一些填充（但是在第一個成員之前不允許填充）。

Answer 2

您可以在數據結構對齊中找到答案：

數據結構對齊是在計算機內存中排列和訪問數據的方式。 它由兩個獨立但相關的問題組成：數據對齊和數據結構填充。 當現代計算機讀取或寫入內存地址時，它將以字大小的塊（例如，在32位系統上為4字節的塊）進行讀取。 數據對齊意味着將數據放置在等於字長的倍數的內存偏移處，這由於CPU處理內存的方式而提高了系統的性能。 為了對齊數據，可能有必要在最后一個數據結構的末尾與下一個數據結構的末尾（即數據結構填充）之間插入一些無意義的字節。

Answer 3

字段將始終按寫入順序排列，但它們之間可能會有填充。

Answer 4

我在第一年的演講中復制了這張圖片。 希望對您有所幫助（應該）：

Answer 5

根據C99 6.7.2.1/13的結構和聯合說明符

在結構對象中，非位字段成員和位字段所在的單元的地址按照聲明的順序增加。 指向經過適當轉換的結構對象的指針指向其初始成員（或者，如果該成員是位字段，則指向它所駐留的單元），反之亦然。 結構對象內可能存在未命名的填充，但在其開始處沒有。

因此，在您的示例中，字段name必須緊隨字段number之后，但是在兩個字段之間可能會添加填充。 name字段后也可能有填充，用於確保這些結構的數組將每個元素適當對齊。

Answer 6

數組可以兩種不同的方式存儲。 在您的結構中，如果它的大小是恆定的，例如char array[42]或者如果它們在編譯時大小未知，則使用malloc進行分配，並在您的結構中具有指向該數組的指針。

在第一種情況下，一個內存塊將包含您的所有結構數據，包括完整的陣列。

在第二種情況下，您會在內存中的結構元素地址處找到一個指針，該指針包含內存中數組的實際地址，因此您只會看到一個數字（指針的指向地址）