C struct内存存储顺序答案

【问题标题】：C struct memory storage orderC struct内存存储顺序
【发布时间】：2021-08-27 20:54:01
【问题描述】：

我在 C 中有一个结构：

typedef struct {
    char member_a;
    char member_b;
    char member_c;
    char member_d;
} mystruct;

据我了解，C 结构将其成员连续存储在内存中。如果我打印出结构的内存，我可以看到是这种情况，但看起来成员的顺序是颠倒的。

mystruct m;
m.member_a = 0xAA;
m.member_b = 0xBB;
m.member_c = 0xCC;
m.member_d = 0xDD;
printf("%X\n", m);

这个输出：

DDCCBBAA

这是因为结构的成员值以相反的顺序存储在内存中吗？所以内存看起来像这样，如果m 存储在内存位置 0x00 并且每个位置的大小为 1 个字节：

memory location	value
0x00	0xDD
0x01	0xCC
0x02	0xBB
0x03	0xAA

这总是 C 的情况吗？这个编译器是特定的吗？具体架构？其他的？

在 Mac 上使用 gcc

Configured with: --prefix=/Library/Developer/CommandLineTools/usr --with-gxx-include-dir=/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/c++/4.2.1
Apple clang version 11.0.0 (clang-1100.0.33.17)
Target: x86_64-apple-darwin19.6.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin

【问题讨论】：

%X 格式说明符需要unsigned int，但您通过了mystruct。这会调用未定义的行为，允许任何事情发生。
这个特定结果的原因看起来像你在 little-endian 机器上。
更具体地说，它们以 AA BB CC DD 的形式存储在内存中，但在 Little Endian 机器上被视为单个整数时，这意味着 0xDDCCBBAA（例如，最低有效位、小端、首先存储）。如果你按字节循环，你会看到你所期望的。
是的，内存是连续的。是的，连续内存空间内的确切布局可能因平台和架构而异。只要您不做出任何无效的假设，就不应该有任何问题或冲突。
这能回答你的问题吗？ Detecting endianness programmatically in a C++ program

标签： c memory struct

【解决方案1】：

您所做的是技术上未定义的行为，因此允许编译器对其进行任何操作。

据我了解，C 结构将其成员连续存储在内存中。

不是真的。但它们是按照声明的顺序存储的。

如果我打印出结构的内存，我可以看到是这种情况，但看起来成员的顺序是颠倒的。

那是因为你在一个小端机器上。尝试在member_d 字段之后添加更多字段。您可能会得到相同的结果。但正如我所说，这是未定义的行为，因此您无法保证。

这是一个说明它的sn-p。

https://onlinegdb.com/uXS2sk142

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <memory.h>

int main(void) {
    int32_t x = 0xDDCCBBAA;
    char p[4];
    memcpy(p, &x, 4);
    
    for(int i=0; i<4; i++) {
        printf("%X", p[i]);
    }
}

它在具有小端序的机器上输出：

AABBCCDD

但是，请注意 C 编译器可以随意添加填充。所以即使在内存中保证了顺序，它们的位置也不是。