从单片机基础到程序框架（全集 2019pdf版）.pdf - 第306页
第七十一节： 结构体的内存和赋值。 【71.1 结构体的内存生效。 】 上一 节讲到 结构 体有 三道标 准工 序“ 造模” 和“ 生成 ”和“ 调用 ” ，那 么，结 构体 在哪 道工 序的 时候 才 会开 始占用 内存(或 者说内 存生 效) ？答 案是在 第二 道工序 “生 成” （ 或者 说定 义） 的时候 才产 生内存 开销 。 第一道工序 仅“造模”不“ 生成”是不 会产生 内存的。什么 意思呢？请看 下面的例子。 第一种情…
其它部分的代码不要动。编译后，把程序下载进带串口的 51 学习板，通过电脑端的串口助手软件就可以观
察到不同的变量数值，详细方法请看第十一节内容。
第七十一节： 结构体的内存和赋值。
【71.1 结构体的内存生效。】
上一节讲到结构体有三道标准工序“造模”和“生成”和“调用”，那么，结构体在哪道工序的时候才
会开始占用内存(或者说内存生效)？答案是在第二道工序“生成”（或者说定义）的时候才产生内存开销。
第一道工序仅“造模”不“生成”是不会产生内存的。什么意思呢？请看下面的例子。
第一种情况：仅“造模”不“生成”。
struct StructMould //“造模”
{
unsigned char u8Data_A;
unsigned char u8Data_B;
};
分析：这种情况是没有内存开销的，尽管你已经写下了数行代码，但是 C 编译器在翻译此代码的时候，
它会识别到你偷工减料仅仅“造模”而不“生成”新变量，此时 C 编译器会把你这段代码忽略而过。
第二种情况：先“造模”再“生成”。
struct StructMould //“造模”
{
unsigned char u8Data_A;
unsigned char u8Data_B;
};
struct StructMould GtMould_1; //“生成”一个变量 GtMould_1。占用 2 个字节内存
struct StructMould GtMould_2; //“生成”一个变量 GtMould_2。占用 2 个字节内存
分析：这种情况才会占用内存。你“生成”变量越多，占用的内存就越大。像本例子，“生成”了两个
变量 GtMould_1 和 GtMould_2，一个变量占用 2 个字节，两个就一共占用了 4 个字节。结论：内存的占用是
跟变量的“生成”有关。
【71.2 结构体的内存对齐。】
什么是对齐？为了确保内存的地址能整除某个“对齐倍数”（比如 4）。比如以 4 为“对齐倍数”，在地址
0 存放一个变量 a,因为地址 0 能整除“对齐倍数”4，所以符合“地址对齐”，接着往下再存放第二个变量 b，
紧接着的地址 1 不能整除“对齐倍数”4，此时，为了内存对齐，本来打算把变量 b 放到地址 1 的，现在就
要更改挪到地址 4 才符合“地址对齐”，这就是内存对齐的含义。“对齐倍数”是什么？“对齐倍数”就是单
片机的位数除以 8。比如 8 位单片机的“对齐倍数”是 1（8 除以 8）,16 位单片机是 2（16 除以 8），32 位单
片机是 4（32 除以 8）。本教程所用的单片机是 8 位的 51 内核单片机，因此“对齐倍数”是 1。1 是可以被任
何整数整除的，因此，8 位单片机在结构体的使用上被内存对齐的“干扰”是最小的。
为什么要对齐？单片机内部硬件层面一条指令处理的数据宽度是固定的，比如，因为一个字节是 8 位，
所以，8 位的单片机一次处理的数据宽度是 1 个字节（8 除以 8 等于 1），16 位的单片机一次处理的数据宽度
是 2 个字节（16 位除以 8 位等于 2），32 位的单片机一次处理的数据宽度是 4 个字节（32 位除以 8 位等于 4），
如果字节不对齐，本来单片机一个指令能处理的数据可能就要分解成 2 个指令甚至更多的指令，所以 C 编译
器为了让单片机处于最佳状态，在某些情况就会涉及内存对齐，结构体就涉及到内存对齐。
结构体的内存对齐表现在哪里呢？请看下面两个例子：
第一个例子：8 位单片机。
struct StructMould_1 //“造模”
{
unsigned char u8Data; //一个 unsigned char 占用 1 个字节。
unsigned long u32Data; //一个 unsigned long 占用 4 个字节。
};
struct StructMould_1 GtMould_1; //占用多少个字节内存呢？
分析：GtMould_1 这个变量占用多少个内存字节呢？假设 GtMould_1 的首地址是 0，那么地址 0 就存放
成员 u8Data，u8Data 占用 1 个字节，所以接下来的地址是 1（0+1），问题来了，地址 1 能直接存放占用 4
个字节的成员 u32Data 吗？因为 8 位单片机的“对齐倍数”是 1（8 除以 8），那么地址 1 显然是可以整除“对
齐倍数”1 的，因此，地址 1 是可以果断存储 u32Data 成员的。因此，GtMould_1 占用的总字节数是 5（1+4），
也就是 u8Data 和 u32Data 两者所占字节数之和。
第二个例子：32 位单片机。
struct StructMould_1 //“造模”
{
unsigned char u8Data; //一个 unsigned char 占用 1 个字节。
unsigned long u32Data; //一个 unsigned long 占用 4 个字节。
};
struct StructMould_1 GtMould_1; //占用多少个字节内存呢？
分析：GtMould_1 这个变量占用多少个内存字节呢？假设 GtMould_1 的首地址是 0，那么地址 0 就存放
成员 u8Data，u8Data 占用 1 个字节，所以接下来的地址是 1（0+1），那么问题来了，地址 1 能直接存放占用
4 个字节的成员 u32Data 吗？不能。因为 32 位单片机的“对齐倍数”是 4（32 除以 8），那么地址 1 显然是
不可以整除“对齐倍数”4 的，因此，就要把地址 1 更改挪到地址 4 这里才符合“地址对齐”，这样，就意味
着多插入了 3 个“填充的字节”，因此，GtMould_1 占用的总字节数是 8（1+3+4），也就是“1 个字节 u8Data，
3 个填充字节，4 个 u32Data”三者所占字节数之和。那么问题又来了，如果把结构体内部成员 u8Data 和 u32Data
的位置顺序更改一下，内存容量会有所改变吗？位置顺序更改后如下。
struct StructMould_1 //“造模”