メモリのアライメントは C 構造体のサイズにどのような影響を与えますか?

C 構造体のメモリ アライメント

C 構造体を扱う場合、メモリ アライメントを理解することが重要です。メモリの配置とは、メモリ内の特定の境界にデータを配置することを指します。 32 ビット マシンでは、メモリは通常 4 バイト境界でアライメントされます。

構造体のメモリ アライメント

次の構造体を考えてみましょう:

<code class="c">typedef struct {
    unsigned short v1;
    unsigned short v2;
    unsigned short v3;
} myStruct;</code>

それぞれの unsigned short は 2 バイトを占めます。理論上、myStruct のサイズは 2 * 3 = 6 バイトになります。ただし、メモリ アライメントは実際のサイズに影響を与える可能性があります。

この場合、最大のデータ メンバーが unsigned short (2 バイト) であるため、myStruct は 2 バイト境界にアライメントされます。したがって、メンバー間にパディングは必要なく、myStruct のサイズは 6 バイトのままです。

構造体のパディング

次に、この変更された構造体について考えてみましょう。

<code class="c">typedef struct {
    unsigned short v1;
    unsigned short v2;
    unsigned short v3;
    int i;
} myStruct;</code>

int メンバーを追加すると、構造体のサイズと配置が変更されます。 int は 4 バイトなので、myStruct の位置合わせは 4 バイトに切り上げられます。

適切に位置合わせするために、v3 と i の間に 2 バイトのパディングが挿入されます。これにより、myStruct の合計サイズは 6 2 4 = 12 バイトになります。

結論

メモリ アライメントにより、データがメモリに効率的に配置されます。アライメント要件は、構造内の最大のデータ メンバーのサイズに基づいています。これらの原則を理解することは、メモリ使用量を最適化し、コード効率を維持するために不可欠です。

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