结构体内存对齐

基本对齐原则
1）结构体内成员按自身按自身长度自对齐(该成员的起始位置的内存地址必须是它自身长度的整数倍)。
2）结构体的总大小为结构体的有效对齐值的整数倍
结合以上原则，可以知道
char     - 位于1的整数倍地址，也就是从0-9(几任何起始地址)
short     - 位于2的整数倍地址，也就是0、2、4...这类地址
int        - 位于4的整数倍地址，也就是0、4、8...这类地址
结构体的有效对齐值
1）当未明确指定时，以结构体中最长的成员的长度为其有效值
2）当用#pragma pack(n)指定时，以n和结构体中最长的成员的长度中较小者为其值。
3）当用__attribute__ ((__packed__))指定长度时，强制按照此值为结构体的有效对齐值
4）如果pragma pack和__attribute__同时指定则以__attribute__ 的为准

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具体例子如下

1. 简单结构体

#include <stdio.h>

typedef struct _X_ {
	char a;		// 0	
	short b;	// 2
	short c;	// 4
	int d;		// 8
	char e;		// 12
} X;

typedef struct _Y_ {
	short a;	// 0
	char b;		// 2
	int c;		// 4
	char d;		// 8
	short e;	// 10
} Y;

int main(void){
	X x;
	Y y;

	// x
	printf("#####x#####%ld\n", sizeof(x));
	printf("%p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld\n", &x.a, sizeof(x.a), \
	&x.b, sizeof(x.b), &x.c, sizeof(x.c), &x.d, sizeof(x.d), &x.e, sizeof(x.e));
	// y
	printf("#####y#####%ld\n", sizeof(y));
	printf("%p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld\n", &y.a, sizeof(y.a), \
	&y.b, sizeof(y.b), &y.c, sizeof(y.c), &y.d, sizeof(y.d), &y.e, sizeof(y.e));

	return 0;
}

运行结果

详细分析

按照类型自对齐和结构体对齐原则，可以知道X会按4直接对齐

2. #pragma pack(n)强制对齐

#include <stdio.h>

#pragma pack(2)
typedef struct _X_ {
	char a;	
	short b;
	short c;
	int d;
	char e;
} X;

typedef struct _Y_ {
	short a;
	char b;
	int c;
	char d;
	short e;
} Y;

int main(void){
	X x;
	Y y;

	// x
	printf("#####x#####%ld\n", sizeof(x));
	printf("%p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld\n", &x.a, sizeof(x.a), \
	&x.b, sizeof(x.b), &x.c, sizeof(x.c), &x.d, sizeof(x.d), &x.e, sizeof(x.e));
	// y
	printf("#####y#####%ld\n", sizeof(y));
	printf("%p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld, %p-%ld\n", &y.a, sizeof(y.a), \
	&y.b, sizeof(y.b), &y.c, sizeof(y.c), &y.d, sizeof(y.d), &y.e, sizeof(y.e));

	return 0;
}

运行结果

详细分析

#pragma pack(2)强制2直接对齐，结构体默认最大对齐为4，因此综合可知:结构体按照2对齐

2.__attribute__ ((__packed__))强制对齐

#include <stdio.h>

struct X {
    char a;
    int b;
    short c; 
} __attribute__((__8__))x;

struct Y {
    char a;
    int b;
    short c;
} __attribute__((__2__))y;

int main(void){
	// x
	printf("#####x#####%ld\n", sizeof(x));
	printf("%p-%ld, %p-%ld, %p-%ld\n", &x.a, sizeof(x.a), \
	&x.b, sizeof(x.b), &x.c, sizeof(x.c));
	// y
	printf("#####y#####%ld\n", sizeof(y));
	printf("%p-%ld, %p-%ld, %p-%ld\n", &y.a, sizeof(y.a), \
	&y.b, sizeof(y.b), &y.c, sizeof(y.c));

	return 0;
}

运行结果

此段程序仅支持特定平台，比如ARM，X86版本GCC会忽略此强制对齐，造成两个两个相同，运行结果暂无

详细分析

暂无

 

参考:https://blog.youkuaiyun.com/xiong452980729/article/details/70140050