iOS 开发 内存对齐（练习）

目录

• 内存对齐规则
• 对齐系数
• 面试题演练

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一、内存对齐规则 （关于面试题中结构体内存对齐计算总结）

• 1.1、数据成员对齐规则

结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset(偏移)为0的地方，以后每个数据成员的对齐按照 #pragma pack 指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行

• 1.2、结构(或联合)的整体对齐规则

在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照 #pragma pack 指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。

1.3：结构体作为成员：

如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。

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二、#pragma pack(n) 对齐系数

        每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。
        其中，Xcode 中默认为#pragma pack(8)

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三、演练

演练1、

struct StructOne { 
                 长度        对齐      偏移     区间
    char   a;       1  < 8     1         0      [0]     
    double b;       8  = 8     8         8      [8,  15]
    int    c;       4  < 8     4         16     [16, 19]
    short  d;       2  < 8     2         20     [20, 21]
} MyStruct1;

解读：
1、数据成员的对齐按照#pragma pack-8和自身长度中比较小的那个进行
-- char a 的自身长度为 1, 1 < 8, 按 1 对齐

2、第一个数据成员放在offset为0的地方
-- char a 的偏移为 1

3、整体对齐系数 = min((max(int,short,char,double), 8) = 8，
   将 21 提升到 8 的倍数，则为 24，所以最终结果为 24 个字节

整体对齐系数 = min((max(int,short,char,double), 8) = 8，将21提升到8的倍数，则为24，所以最终结果为24个字节

演练2、

struct StructOne { 
                 长度        对齐      偏移     区间
    double b;       8  = 8     8         0      [0,   7]     
    char   a;       1  < 8     1         8      [8]
    short  d;       2  < 8     2         10     [10, 11]
    int    c;       4  < 8     4         12     [12, 15]
} MyStruct1;

解读：
这个和演练1不同的是short d，由于它是 2 对齐，上一个偏移量为 9,
9不是2的整数倍，所以向上取整，到10，"short b" 偏移为10

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留给大家自己算的

struct x_ {
    char  a;      // 1 byte
    int   b;      // 4 bytes
    short c;      // 2 bytes
    char  d;      // 1 byte
} MyStruct1;

struct y_ {
    int   b;      // 4 bytes
    char  a;      // 1 byte
    char  d;      // 1 byte
    short c;      // 2 bytes
} MyStruct2;

NSLog(@"%lu,%lu", sizeof(MyStruct1), sizeof(MyStruct2));
12---8

struct StructOne {
    char   a;      // 1字节
    double b;      // 8字节
    int    c;      // 4字节
    short  d;      // 2字节
} MyStruct1;

struct StructTwo {
    double b;       // 8字节
    char   a;       // 1字节
    short  d;       // 2字节
    int    c;       // 4字节
} MyStruct2;
NSLog(@"%lu---%lu--", sizeof(MyStruct1), sizeof(MyStruct2));

2019-01-16 08:52:13.830861+0800 size[1031:10969] 24---16--

复杂一点演练（结构体包含结构体-明天解读）

struct EE
{                       长度        对齐      偏移     区间
    int     a;            4 < 8       4        0      [0, 3]
    char    b;            1 < 8       1        4      [4] 
    short   c;            2 < 8       2        6      [6, 7]
 //结构体内部最大元素为int ,由于偏移量为8刚好是4的整数倍，所以从8开始存放接下来的struct FF
    struct FF    
    {
        int   a1;         4 < 8       4        8      [8, 11]
        char  b1;         1 < 8       1        12     [12]      
        short c1;         2 < 8       2        14     [14, 15]    
        char  d1;         1 < 8       1        16     [16] 
    };
    // 整体对齐：min(max(int, char, short), 8) = 4, 将内存大小由17补齐到4的整数倍20
    char d;               1 < 8       1        21     [21] 
    // 整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 8) = 4，将内存大小由21补齐到4的整数倍24
};
----24

struct B {           长度        对齐      偏移     区间
    char   e[2];        1 < 8      2        0      [0, 1]   
    short  h;           2 < 8      2        2      [2, 3]  
 //结构体内部最大元素为double ,由于偏移量为8刚好是4的整数倍，所以从8开始存放接下来的struct A
    struct A {  
        int    a;        4 < 8      4        8      [8, 11] 
        double b;        8 = 8      8        16     [16, 23]
        float  c;        4 < 8      4        24     [24, 27]
    };
        // 整体对齐系数 = min((max(int,double ,float), 8) = 8
        // 将内存大小由28补齐到8的整数倍32，∴ result = 32
};

----32

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参考文章：
iOS 关于面试题中结构体内存对齐、类内存对齐计算总结
https://www.jianshu.com/p/a371e2613ec8
https://www.jianshu.com/p/3294668e2d8c