struct union数据对齐_struct union混合体对齐-优快云博客

本文详细解析了数据对齐的概念，包括基本数据类型、结构体(struct)、联合体(union)的对齐规则，以及如何通过预处理器指令调整对齐值。通过具体代码示例，展示了不同情况下数据成员的对齐方式及其对结构体和联合体大小的影响。

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数据对齐几年前看过，都忘了，看深入理解计算机系统又看到了，今天回顾下做下记录
参考文章
struct union数据对齐和sizeof大小
这篇文章只说明struct结构体和union联合体的对齐

1 基本数据类型的数据对齐
基本类型的数据对齐值是其本身的大小。

2 struct/class的自身对齐值。对于结构体和类的自身对齐值是所有成员中最大的自身对齐值。
结构体和类的对齐规则：先将数据成员对齐，在将结构体和类自身对齐，最终大小与数据成员顺序有关。
这里的数据对齐是指数据的地址是对齐

3 union的自身对齐值。union的自身对齐值是所有成员中最大的对齐值。union的对齐规则，只需要union自身对齐，不需要数据成员对齐,最终大小与数据成员顺序无关。

4 指定对齐值。使用#pragma pack(n)指定对齐值为n,使用#pragma pack() 回复默认对齐值。

5 有效对齐值。对于指定了对齐值的代码，有效对齐值=min(类/结构体/成员的自身对齐值，指定对齐值)
未指定对齐值时，默认的对齐值一般为4。
有效对齐值决定了数据存放的方式，sizeof运算符是根据有效对齐值计算大小的。

struct结构体的数据对齐

上测试代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct A
{
	char a[7];
	short b;
	int c;
};

struct B
{
	short a;
	int b;
	char c[9];

};

struct C
{
	int a;
	char b[7];
	short c;
};

void main()
{

	printf("A:%d\n", sizeof(A));
	printf("B:%d\n", sizeof(B));
	printf("C:%d\n", sizeof(C));
	A a;
	printf("a:%0x,a.a:%0x,a.b:%0x,a.c:%0x\n", &a, &a.a, &a.b, &a.c);
	B b;
	printf("b:%0x,b.a:%0x,b.b:%0x,b.c:%0x\n", &b, &b.a, &b.b, &b.c);
	C c;
	printf("c:%0x,c.a:%0x,c.b:%0x,c.c:%0x\n", &c, &c.a, &c.b, &c.c);
	
	system("pause");
}

结果：
在这里插入图片描述

A
A的大小如果不考虑数据对齐的话为13，假设a变量起始位0X00,a.a是第一个变量，所以a.a的地址位0X00，a.a的地址对齐值是1，共分配7个字节；a.b的地址对齐值是2 ，所以a.b起始地址必须满足被2整除，所以a.b的地址是0X08（(7+1)%2=0），分配2个字节；a.c的地址对齐值是4，前面占用10个字节了，所以地址是0X0C（(10+2)%4=0）,分配4个字节，当前A的大小是16个字节，A的对齐值是4，16%4=0，所以A的大小是16字节
B
假设b变量起始位0X00,b.a是第一个变量，所以b.a的地址位0X00，b.a的地址对齐值是2，分配2个字节；b.b的地址对齐值是4 ，所以b.b起始地址必须满足被4整除，所以b.b的地址是0X04（(2+2)%4=0），分配4个字节；b.c的地址对齐值是1个字节，前面占用8个字节了，所以地址是0X08（(8+0)%1=0）,分配9字节，当前B的大小是17个字节，B的对齐值是4，(17+3)%4=0，所以B的大小是20字节
C
假设c变量起始位0X00,c.a是第一个变量，所以b.a的地址位0X00，c.a的地址对齐值是4，分配4个字节；c.b的地址对齐值是1 ，所以c.b起始地址必须满足被1整除，所以c.b的地址是0X04（(4+0)%4=0），分配7个字节；c.c的地址对齐值是2，前面占用11个字节了，所以地址是0X0C（(11+1)%2=0）,分配2字节，当前B的大小是14个字节，B的对齐值是4，(14+2)%4=0，所以B的大小是16字节

A,B,C结构体的数据对齐值是所有基础变量的最大值，这里是int，对齐值4，
根据打印结果验证通过

union联合体数据对齐

上测试代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

union A
{
	char a[7];
	short b;
	int c;
};

union B
{
	short a;
	long long b;
	char c[9];

};


void main()
{

	printf("A:%d\n", sizeof(A));
	printf("B:%d\n", sizeof(B));
	printf("long long size:%d\n", sizeof(long long));
	A a;
	printf("a:%0x,a.a:%0x,a.b:%0x,a.c:%0x\n", &a, &a.a, &a.b, &a.c);
	B b;
	printf("b:%0x,b.a:%0x,b.b:%0x,b.c:%0x\n", &b, &b.a, &b.b, &b.c);
	system("pause");
}