C语言结构体sizeof对齐规则详解_sizeof 结构体-优快云博客

在C语言中，使用sizeof运算符计算结构体的大小时，得到的结果是对齐之后占用的字节数，而非成员变量实际长度的简单相加。这是因为编译器会根据平台的对齐规则，在成员之间或结构体末尾插入填充字节，以优化内存访问效率。

C语言结构体对齐规则:
结构体(struct)的数据成员,第一个数据成员存放的地址为结构体变量偏移量为0的地址处.

其他结构体成员自身对齐时,存放的地址为min{有效对齐值为自身对齐值, 指定对齐值} 的最小整数倍的地址处.
注:自身对齐值:结构体变量里每个成员的自身大小
注:指定对齐值:有宏 #pragma pack(N) 指定的值,这里面的 N一定是2的幂次方.如1,2,4,8,16等.如果没有通过宏那么在32位Linux主机上默认指定对齐值为4,64位的默认对齐值为8,AMR CPU默认指定对齐值为8;
注:有效对齐值:结构体成员自身对齐时有效对齐值为自身对齐值与指定对齐值中较小的一个.

总体对齐时,字节大小是min{所有成员中自身对齐值最大的, 指定对齐值} 的整数倍.

#pragma pack(N) 每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。

详细解释

对齐规则：
- 每个成员的偏移量必须是其类型大小（或编译器指定的对齐值）的整数倍。
- 整个结构体的大小必须是其最大成员大小的整数倍（末尾可能填充）。
- 成员的顺序会影响填充字节的数量。
编译器行为：
- 编译器会插入“填充字节”（Padding）以满足对齐要求。
- 默认对齐值通常由目标平台决定（如32位系统通常按4字节对齐）。

示例说明

示例1：成员顺序影响结构体大小

#include <stdio.h>

struct Example1 {
    char a;      // 1字节
    int b;       // 4字节
    char c;      // 1字节
};

struct Example2 {
    char a;      // 1字节
    char c;      // 1字节
    int b;       // 4字节
};

int main() {
    printf("Example1 大小: %zu\n", sizeof(struct Example1));  // 输出 12
    printf("Example2 大小: %zu\n", sizeof(struct Example2));  // 输出 8
    return 0;
}

Example1 的内存布局：
- char a 占1字节。
- 填充3字节（为了对齐int b到4字节）。
- int b 占4字节。
- char c 占1字节。
- 末尾填充3字节（使总大小为最大成员int的整数倍）。
- 总计：1 + 3 + 4 + 1 + 3 = 12字节。
Example2 的内存布局：
- char a 和 char c 共占2字节。
- 填充2字节（为了对齐int b到4字节）。
- int b 占4字节。
- 总计：2 + 2 + 4 = 8字节。