C++ 中struct，class及union 内存空间分配

简述：

测试下在struct， class以及union分配内存大小时候会出现的问题

1.class ，struct部分

首先看一段代码， 猜测下输出是多少

#include <iostream>
using namespace std;

union Data0{
char a[9];
double b;
};

union Data1{
Data0 a;
char b;
};

struct Data2{
Data0 a;
char b;
};

int main() {
cout << "sizeof Data0 " << sizeof(Data0) << endl;
cout << "sizeof Data1 " << sizeof(Data1) << endl;
cout << "sizeof Data2 " << sizeof(Data1) << endl;

return 0;
}

这里有三个结构体Data0, Data1, 和Data2
我们都知道一个int是4个Byte ， 一个double是8个Byte， 一个char是一个Byte大小

显然可以推测Data1这个结构体的大小是2 x 4 = 8 个Byte大小

但是， 如果我们认为Data2的大小是4 + 8 = 12的话那就错了！！

因为 ：结构体的总大小,也就是sizeof的结果,. 必须是其内部最大成员的"最宽基本类型成员"的整数倍.不足的要补齐.(基本类型不包括struct/class/uinon)

所以double和int如果都在一个结构体里，那么int将被自动分配空间为8个Byte(尽管他本身只占4个Byte）

所以Data2的size是8 + 8 = 16

同理，Data3中多出来的那个char 虽然本身只需要8 + 1个Byte， 但是本着内存对齐原则， 多出来的那个char将自动补为8位 所以结果式8 + 8 + 8 = 24

struct输出：

2 .union部分

首先union的内存分配原则，是不同于struct的累加方式的， union本身只保留一块地址空间，因为只有一个成员真正存储于该地址， 但这块地址也要满足内存对齐原则

看这段代码，猜测下结果：

#include <iostream>
using namespace std;

union Data0{
int a;
int b;
};

union Data1{
double a;
int b;
};

union Data2{
char a[9];
double b;
};

int main() {
cout << "sizeof union Data0 " << sizeof(Data0) << endl;
cout << "sizeof union Data1 " << sizeof(Data1) << endl;
cout << "sizeof union Data2 " << sizeof(Data2) << endl;
return 0;
}

由于每次只保留一个基本变量的空间，所以Data0 可以猜到，只保留一个int的空间是4个Byte

然后看Data1 由于选取最大的单个基本变量空间，所以选取double 为8个Byte

Data2中， 最大单个基本变量是char数组为9个Byte，但是因为有double存在，因为要内存对齐，所以多余的那1个char自动转为 8 Byte的地址空间

所以，这个Data2的union大小为8 + 8 = 16

union输出：



3. Union Struct 混合部分

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

union Data0{
char a[9];
double b;
};

union Data1{
//use the smallest length Data0 : 16
Data0 a;
char b;
};

struct Data2{
//the smallest length is double : 8 byte
Data0 a;
char b;
};

int main() {
cout << "sizeof Data0 " << sizeof(Data0) << endl;
cout << "sizeof Data1 " << sizeof(Data1) << endl;
cout << "sizeof Data2 " << sizeof(Data2) << endl;

return 0;
}

把Union对象Data0封装到Data1, 和Data2中，

在分配空间的时候，会类似拆分Data1 和Data2中的union对象，原则还是如上面两种， 不过如果成员是union，那么即使外面试struct遵循的方式还是Union

输出：