三步解决C语言中struct字节对齐问题

直入主题，要判断一个结构体所占的空间大小，大体来说分三步走：

1.先确定实际对齐单位，其由以下三个因素决定

    (1) CPU周期

    WIN  vs  qt  默认8字节对齐

    Linux 32位 默认4字节对齐，64位默认8字节对齐

    (2) 结构体最大成员(基本数据类型变量)

    (3) 预编译指令#pragma pack(n)手动设置     n–只能填1 2 4 8 16

    上面三者取最小的,就是实际对齐单位(这里的“实际对齐单位”是我为了方便区分随便取的概念)

2.除结构体的第一个成员外，其他所有的成员的地址相对于结构体地址(即它首个成员的地址)的偏移量必须为实际对齐单位或自身大小的整数倍(取两者中小的那个)

3.结构体的整体大小必须为实际对齐单位的整数倍。

上面三步即是万能公式，下面看实际例子(linux 64系统下)：

1.

上面nums中，没有手动设置对齐单位，linux64系统的默认对齐单位是8字节，结构体nums的最大成员double d占8个字节，故实际对齐字节是二者最小，即8字节。

char a放在结构体的起始地址;

short b占2个字节，2小于实际对齐字节8，故b的起始地址相对于a的起始地址的偏移量须为2的整数倍个字节;

int c占4个字节，4小于实际对齐字节8，故c 起始地址相对于a的起始地址的偏移量须为4的整数倍个字节；

double d占8个字节，8与实际对齐字节8相等，故d的起始地址相对于a的起始地址的偏移量须为8的整数倍个字节；

所以nums所占空间如下:    1(a)+1(浪费的空间，由b的起始地址决定这1字节必须腾出)+2(b)+4(c)+8(d)=16个字节

2.在上面结构体最后添加一个char数组,再看情况:

到成员double d为止，结构体nums占的空间是16，上面已经分析过，然后后面是一个char型数组，数组的类型是char[13],并不是基本数据类型，这里仍然当做13个char型变量来处理，char占1个字节，小于实际对齐字节8，所以这13个char型变量可以直接挨着double d后面放（最后结果看起来也就相当于整个数组挨着double d放置）；所以总的空间情况是：1(a)+1(浪费空间)+2(b)+4(c)+8(d)+13(arr)=29;但29并不满足上面三步走的最后一步：“整个结构体的大小必须是实际对齐单位的整数倍”，所以29+3(浪费空间)=32，所以最后nums的空间情况是1(a)+1(浪费空间)+2(b)+4(c)+8(d)+13(arr)+3(浪费空间)=32字节

另外结构体嵌套结构体的字节对齐和上面原理一样，唯一要注意的是子结构体的起始地址与母结构体的起地址之间的距离必须是子结构体最大成员或者实际对齐单位(还是取两者小的那个)的整数倍。

输出结果：

今天的文章三步解决C语言中struct字节对齐问题分享到此就结束了，感谢您的阅读。