面试题：Objective-C中结构体与联合体在内存分配上的差异

Question

请阐述在Objective-C中，结构体定义与联合体使用时，内存分配的方式有何不同？并举例说明如何定义结构体和联合体，以及它们各自占用内存大小的计算方法。

Answer 1

结构体与联合体内存分配方式的不同

1. 结构体：结构体的内存分配是按照其成员变量的顺序和类型依次分配内存，其占用内存大小是所有成员变量占用内存大小之和（考虑内存对齐）。各个成员变量在内存中是独立存储的，相互之间有明确的内存边界。
2. 联合体：联合体所有成员变量共享同一块内存空间，其占用内存大小为其最大成员变量占用的内存大小。在某一时刻，只能使用联合体中的一个成员变量，对一个成员变量的赋值会覆盖其他成员变量的值。

结构体的定义与内存大小计算

// 定义结构体
struct Person {
    char name[20]; // 20字节
    int age;       // 4字节（假设在32位或64位系统中，int通常为4字节）
    double height; // 8字节
};

// 计算内存大小
// 由于内存对齐，name[20]后要对齐到8字节的倍数，即24字节
// age 4字节，加上后为28字节，也要对齐到8字节倍数，即32字节
// height 8字节，最终结构体占用内存大小为40字节

联合体的定义与内存大小计算

// 定义联合体
union Data {
    int num;    // 4字节
    double value; // 8字节
    char str[10]; // 10字节，实际按最大成员double的8字节对齐后为16字节
};

// 计算内存大小
// 联合体占用内存大小为最大成员变量（这里是double类型的value）的大小，即8字节（考虑对齐后为16字节）