구조체 메모리 크기 (Struct Memory Size)
기술노트
C 언어 구조체 메모리 크기 (Struct Memory Size)
C 언어에서 `typedef struct`를 통해 정의된 구조체는 내부 멤버 변수들의 선언 순서와 자료형에 따라 메모리 공간의 크기 및 배치 방식이 달라집니다.
> 기업 필기 테스트에서 자주 출제되는 주제입니다.
기본 타입별 크기
- `char` : 1바이트
- `int` : 4바이트
- `double` : 8바이트
`sizeof` 연산자를 통해 구조체 전체의 크기를 확인할 수 있습니다.
예제 1: 기본 구조체 메모리 크기
```c typedef struct student {
char a; int b;
} S;
int main() {
printf("메모리 크기 = %d\n", sizeof(S)); // 출력: 8 return 0;
} ```
- `char`는 1바이트, `int`는 4바이트이므로 단순 계산으로는 5바이트가 예상됩니다.
- 그러나 실제 출력값은 **8바이트**입니다.
왜 그럴까요?
구조체 정렬 규칙
1. 각 멤버는 **자료형의 정렬 기준(alignment)**에 따라 메모리에 배치됩니다. 일반적으로 4바이트 단위로 정렬됩니다. 2. 구조체 전체의 크기는 **가장 큰 멤버의 크기 배수**가 되도록 패딩(padding)됩니다.
예제에서 `char a` 뒤에는 3바이트의 패딩이 삽입되어, `int b`가 4바이트 정렬 주소에 위치하게 됩니다.
예제 2: 연속된 char 변수
```c typedef struct student {
char a; char b; int c;
} S; ```
- `char a`와 `char b`는 하나의 4바이트 블록에 함께 배치됩니다.
- 이후 2바이트의 패딩이 추가되고, `int c`가 정렬된 위치에 배치됩니다.
→ 총 8바이트
예제 3: 멤버 순서 변경
```c typedef struct student {
char a; int c; char b;
} S; ```
- `char a` 뒤에 3바이트의 패딩이 삽입되고, `int c`가 정렬된 위치에 배치됩니다.
- `char b`는 다시 별도 4바이트 블록에 위치하며, 그 뒤에 3바이트 패딩이 붙습니다.
→ 총 12바이트
예제 4: double 포함 구조체
```c typedef struct student {
char a; int c; double b;
} S; ```
- `double`의 정렬 기준은 8바이트입니다.
- 전체 구조체는 8바이트 단위 정렬을 따르며, 멤버들이 이에 맞게 배치되어 총 16바이트가 됩니다.
정리
- 구조체의 메모리 크기는 멤버의 **자료형 크기와 정렬 기준**에 따라 달라집니다.
- 멤버의 **선언 순서**에 따라 불필요한 패딩이 생길 수 있으며, 이를 줄이기 위해 **작은 타입을 먼저 선언**하는 것이 유리합니다.