用Keil驗(yàn)證8位和32位單片機(jī)變量占用空間大小

時(shí)間：2021-10-21 14:56:07

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關(guān)注星標(biāo)公眾號(hào)，不錯(cuò)過(guò)精彩內(nèi)容

作者 | strongerHuang

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首先問(wèn)大家兩個(gè)問(wèn)題：

8位單片機(jī)定義一個(gè) int 型變量，占幾個(gè)字節(jié)？
32位單片機(jī)定義一個(gè) char 型變量，占幾個(gè)字節(jié)？

我敢說(shuō)很多人都不知道，或者存在疑惑。具體占多少字節(jié)，其實(shí)通過(guò)手動(dòng)驗(yàn)證一下就知道了。
今天結(jié)合Keil C51（AT89C51），以及Keil MDK（STM32）為大家驗(yàn)證一下 char、short、int、float、double 到底占幾字節(jié)空間。
Keil C51、8位單片機(jī)

這一節(jié)基于Keil C51工具，8位單片機(jī)（AT89C51）進(jìn)行測(cè)試。

//char a;
void main(void){ while(1) { }} 這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的Demo，只針對(duì)變量占用空間大小進(jìn)行測(cè)試，主要是對(duì)比 data 的大小，初始值為9。(其中系統(tǒng)【啟動(dòng)文件】占用了9字節(jié)RAM空間）
1.char占1字節(jié)定義變量：

char a;

編譯結(jié)果：

Program Size: data=10.0 xdata=0 code=17

2.short占2字節(jié)定義變量：

short a;

編譯結(jié)果：

Program Size: data=11.0 xdata=0 code=17

3.int占2字節(jié)定義變量：

int a;

編譯結(jié)果：

Program Size: data=11.0 xdata=0 code=17

4.float占4字節(jié)定義變量：

float a

編譯結(jié)果：

Program Size: data=13.0 xdata=0 code=17

5.double占4字節(jié)定義變量：

double

編譯結(jié)果：

Program Size: data=13.0 xdata=0 code=17
Keil MDK、32位單片機(jī)

這一節(jié)基于Keil MDK工具，32位單片機(jī)（STM32）進(jìn)行測(cè)試。

//char a;

int main(void){ while(1) {// a ; }} 這也是一個(gè)很簡(jiǎn)單的Demo，主要是對(duì)比 RW-data 的大小，初始值為0。（其中 ZI-data=1024 為系統(tǒng)分配的?？臻g大小）
1.char占1字節(jié)定義變量：

char a;

編譯結(jié)果：

Program Size: Code=512 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

啥？占了4個(gè)字節(jié)？

答案：只占了一個(gè)字節(jié)，因?yàn)?2位機(jī)是4字節(jié)為一個(gè)“單元”，一個(gè) char 只占用了其中1字節(jié)（類似結(jié)構(gòu)體占用空間大小，這里還牽涉到大小端對(duì)齊模式）。
再舉一個(gè)例子：定義4個(gè) char 型變量，還是占用4字節(jié)空間（short原理一樣）。

再次提示：注意4字節(jié)為一個(gè)“單元”，超過(guò)這個(gè)單元就分配到“下一個(gè)單元”，比如：

char a;int b;char c;

這里就會(huì)占用12（3 * 4）字節(jié)空間（a、b、c各自占4字節(jié)）。

2.short占2字節(jié)定義變量：

short a;

編譯結(jié)果：

Program Size: Code=512 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

這里和 char 類似，如果定義兩個(gè) short 也是占用4個(gè)字節(jié)。
3.int占4字節(jié)定義變量：

int a;

編譯結(jié)果：

Program Size: Code=512 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

32位機(jī)，int占用4字節(jié)沒(méi)什么說(shuō)的。
4.float占4字節(jié)定義變量：

float a;

編譯結(jié)果：

Program Size: Code=520 RO-data=436 RW-data=4 ZI-data=1028

5.double占8字節(jié)定義變量：

double a;

編譯結(jié)果：

Program Size: Code=1156 RO-data=436 RW-data=8 ZI-data=1024

總結(jié)

上面驗(yàn)證情況在Keil C51、 8位單片機(jī)（AT89C51）中：

char：占1字節(jié)
short、int：占2字節(jié)
float、double：占4字節(jié)

在Keil MDK、 32位單片機(jī)（STM32）中：

char：占1字節(jié)
short：占2字節(jié)
int、float：占4字節(jié)
double：占8字節(jié)

通過(guò)對(duì)比上面幾個(gè)變量，以及編譯結(jié)果，得出一些結(jié)論。

1.變量占多少字節(jié)，與處理器（以及編譯器）有關(guān)；

2.浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算更占代碼空間，且double比f(wàn)loat更占空間。上面基于32位機(jī)中進(jìn)行了 a ；運(yùn)算，明顯float、double打碼量（code）更大。
3.變量數(shù)據(jù)對(duì)齊規(guī)則和結(jié)構(gòu)體一樣。經(jīng)典的面試題：計(jì)算下面結(jié)構(gòu)體占用多少字節(jié)?

struct Str{ char a; short b; int c; char d;};
這里面還有很多細(xì)節(jié)內(nèi)容，可能很多人都沒(méi)有深入研究過(guò)，感興趣的朋友可以自己實(shí)驗(yàn)研究一下。

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