struckt结构体中的内存对齐-蒲公英云

struckt结构体中的内存对齐

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。