关于结构体的内存对齐

本文以gcc version 4.4.3 ，64位x86环境为例，来分析结构体中各成员如何进行对齐。

我们要注意两个方面：

1）结构体成员变量对存放的起始地址有要求

2）结构体变量占用的总长度也有要求

结构体对齐规则如下：

1、数据成员最终的存放地址：对齐在自身类型长度和#pragma pack(value)指定值中较小的值上。

例如char型, 其占用1个字节, #pragma pack(4)指定值是4, 那么char类型本身存放的起始地址是1个字节对齐,也就是其所存放的

起始地址要求被1除尽. 64位系统long 类型占用8个字节，如果#pragma pack(4)，那么两者取小值，即4，那么long起始地址是4字节对齐。

2、结构体的总长度：对齐在成员类型长度最大的值和pragma pack(value)指定值中较小的值上。

结构体最终的总长度，应取成员类型长度最大值与#pragma pack(value)指定值中较小的值的整数倍。

看下面几个例子：(当前gcc version 4.4.3，64位x86环境下，8位对齐，可使用#pragma pack(value)修改)

例1： 

#include <stdio.h>
#pragma pack(push)
typedef struct CHIP
{
char a;
int b;
char c;
long d;
}test;
void main()
{
test h;
printf("size of struct = %d\n",sizeof(h));
}

分析： pragma pack（push），系统default对齐为8位

char a成员，char类型长度1，pragma pack(push) (default为8)，取小的1，其存储位置0x00000000

int b成员，int类型长度为4，pragma pack(8)，两者取相对较小值为4，因此int的存储地址需要4字节对齐，在0x00000004~0x00000007

char c成员，char 类型长度为1， 即存储位置为0x00000008 ~ 0x00000009

long c成员，long类型长度为8， pragma pack(8), 需要8位对齐，因此c的存储位置为0x00000010 ~ 0x00000017

最终结构体的size需要在类型长度最大的值即long （长度为8） 和#pragma pack(push) （当前环境default为8）指定值中较小的对齐，

即8位对齐，因此最终长度还是24.

例2， 修改code如下

#include <stdio.h>
#pragma pack(4)
typedef struct CHIP
{
char a;
int b;
char c;
long d;
}test;
void main()
{
test h;
printf("size of struct = %d\n",sizeof(h));
}

说明： #pragma pack(4)指定4位对齐

char a    0x00000000 ~ 0x00000000

int b     0x00000004 ~ 0x00000007

char c    0x00000008 ~ 0x00000008

long d    0x0000000C ~ 0x00000013

结构体总长度为20，4位对齐最终的结构体size为20

例3， 修改code如下

#include <stdio.h>

typedef struct CHIP
{
long b;
char c;
char d;
}test;
void main()
{
test h;
printf("size of struct = %d\n",sizeof(h));
}

说明： 未指明 #pragma pack() default 为8 byte对齐

long b    0x00000000 ~ 0x00000007

char c     0x00000008 ~ 0x00000008

char d    0x00000009 ~ 0x00000009

补齐    0x0000000A ~ 0x000000F

结构体总长度为16，8位对齐最终的结构体size为16

可参考另一篇转载博文  《失落的C语言结构体封装艺术》  http://blog.youkuaiyun.com/chrovery/article/details/18989779