【编程技巧】C结构体设计技巧

目录

• 前言
• 成员排布
  • 内存对齐
  • 指针偏移量
  • 小结

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前言

主要记录结构体设计经验。

主要以 C，32bit 设备为基础。
李柱明博客：https://www.cnblogs.com/lizhuming/p/15486826.html

成员排布

内存对齐

目的：

• 处理内存对齐，合理利用内存，可以提高空间利用率。

原理：

• 按字节对齐的方式存储：即以结构体成员中占内存最多的数据类型所占的字节数为标准，所有的成员在分配内存时都要与这个长度对齐。
• 注意：如果一行中剩下的空间不足以填充某成员变量，则该成员变量在分配内存时另起一行分配来对齐。而不是每个变量都必须以 N 字节对齐。

技巧：

• 参考字节对齐方式，合理排布结构体成员。

例子：

• 按 int，4 字节对齐。
• struct testA_t dataA; 的 size 大小为 12。
• struct testA_t dataB; 的 size 大小为 8。

# include <stdio.h>

struct testA_t
{
    char a;
    int b;
    char c;
}dataA;

struct testB_t
{
    char a;
    char c;
    int b;
}dataB;

int main(void)
{
    printf("%p, %p, %p\n", &dataA.a, &dataA.b, &dataA.c);  //%p是取地址输出控制符
    printf("%d\n", sizeof(dataA));

    printf("%p, %p, %p\n", &dataB.a, &dataB.b, &dataB.c);  //%p是取地址输出控制符
    printf("%d\n", sizeof(dataB));
    return 0;
}

指针偏移量

目的：

• 加快访问数据成员的速度。

原理：

• 如果数据成员相对于结构体或类开头的偏移量小于 128 字节，则该偏移量可以使用 8 位有符号的数字来表示。

  • 即是可以通过编码为 8 位有符号数字的偏移量来访问，或者根本不需要偏移量。

• 如果相对于结构体或类的开头的偏移量是 128 字节或更多，那么偏移量必须表示为一个 32 位数字(指令集在 8 位到 32 位之间没有偏移量)。

技巧：

• 建议在结构或类声明中，大数组和其他大对象排在最后，最常用的数据成员排在前面。
• 如果不能在前 128 个字节内包含所有数据成员，则将最常用的成员放在前 128 个字节中。

小结

• 注意内存对齐；
• 128 是个槛，常用的数据成员可考虑放在前 128 字节中，不常用的或大的数据成员可考虑放在后面；
• 注重性能优化的同时也需要权衡一下代码的可读性。