C语言中结构体对齐方式的问题

       最近项目要和服务器通信，采用自定义的协议，而本人有只会结构体定义和位域的方法，导致有些问题解决不了。综合网上各位

大神的指教才解决。主要就是对齐方式的问题吧。以前也没怎么用到过，现在既然遇到就记录下来吧。

      在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间；各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。  例如，下面的结构各成员空间分配情况。  

       

1. struct  tagTest  {    
2. char   x1;    
3. short  x2;    
4. float  x3;    
5. char   x4;    
6. };  

        结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。

       编译器中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况：第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏移量必须满足默认的对齐方式，第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条件，分下面两种情况：如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数；否则必须为n的倍数。

     

下面举例说明其用法。

#pragma pack(push) //保存对齐状态

#pragma pack(4)//设定为4字节对齐

struct test

{

char m1;

double m4;

int m3;

};

#pragma pack(pop)//恢复对齐状态

以上结构体的大小为16，下面分析其存储情况，首先为m1分配空间，其偏移量为0，满足我们自己设定的对齐方式（4字节对齐），m1大小为1个字节。接着开始为m4分配空间，这时其偏移量为1，需要补足3个字节，这样使偏移量满足为n=4的倍数（因为sizeof(double)大于4）,m4占用8个字节。接着为m3分配空间，这时其偏移量为12，满足为4的倍数，m3占用4个字节。这时已经为所有成员变量分配了空间，共分配了16个字节，满足为n的倍数。如果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(8)，那么我们可以得到结构的大小为24。

下面这段代码是由  zhao4zhong1  赵4老师  提供的，研究后大概就会明白的。

#include <stdio.h>
#define field_offset(s,f) (int)(&(((struct s *)(0))->f))
struct AD  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct A1  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(2)
struct A2  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(4)
struct A4  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(8)
struct A8  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(16)
struct A16 { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(pop)
int main() {
    printf("AD.a %d\n",field_offset(AD,a));
    printf("AD.b %d\n",field_offset(AD,b));
    printf("AD.c %d\n",field_offset(AD,c));
    printf("AD sizeof %d\n", sizeof(AD));
    printf("\n");
    printf("A1.a %d\n",field_offset(A1,a));
    printf("A1.b %d\n",field_offset(A1,b));
    printf("A1.c %d\n",field_offset(A1,c));
    printf("A1 sizeof %d\n", sizeof(A1));
    printf("\n");
    printf("A2.a %d\n",field_offset(A2,a));
    printf("A2.b %d\n",field_offset(A2,b));
    printf("A2.c %d\n",field_offset(A2,c));
    printf("A2 sizeof %d\n", sizeof(A2));
    printf("\n");
    printf("A4.a %d\n",field_offset(A4,a));
    printf("A4.b %d\n",field_offset(A4,b));
    printf("A4.c %d\n",field_offset(A4,c));
    printf("A4 sizeof %d\n", sizeof(A4));
    printf("\n");
    printf("A8.a %d\n",field_offset(A8,a));
    printf("A8.b %d\n",field_offset(A8,b));
    printf("A8.c %d\n",field_offset(A8,c));
    printf("A8 sizeof %d\n", sizeof(A8));
    printf("\n");
    printf("A16.a %d\n",field_offset(A16,a));
    printf("A16.b %d\n",field_offset(A16,b));
    printf("A16.c %d\n",field_offset(A16,c));
    printf("A16 sizeof %d\n", sizeof(A16));
    printf("\n");
    return 0;
}
//AD.a 0
//AD.b 4
//AD.c 24
//AD sizeof 32
//
//A1.a 0
//A1.b 4
//A1.c 17
//A1 sizeof 25
//
//A2.a 0
//A2.b 4
//A2.c 18
//A2 sizeof 26
//
//A4.a 0
//A4.b 4
//A4.c 20
//A4 sizeof 28
//
//A8.a 0
//A8.b 4
//A8.c 24
//A8 sizeof 32
//
//A16.a 0
//A16.b 4
//A16.c 24
//A16 sizeof 32
//

好咯，第一篇博客就这样咯~感谢优快云上各位大神提供的资料啊，受益匪浅啊，加入优快云没多久，以后有啥就写写博客吧，不喜勿喷~~~O(∩_∩)O