【C语言】结构体内存对齐

一. 结构体简介

📌 结构是⼀些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量，如：

标量、数组、指针，甚至是其他结构体。

结构的声明如下：

比如我们想描述一个学生的信息，包括学号姓名之类，就可以自定义一个结构体，如：

struct Student
{
    char name[40] //姓名
    char id[40]; //学号
    int  age;   //年龄
}; //特别注意分号不能丢

对结构体有了初步的认识之后呢，我们来介绍一下结构体的内存对齐问题

二.结构体的内存对齐

如果给你一个结构体，如何计算它的大小呢？

首先得知道⚓​​​​​​​结构体的对齐规则

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。

对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值。

- VS 中默认的值为 8

- Linux中 gcc 没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的 整数倍。

4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。

下面给出几个例子加以理解：

//练习1
struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//练习2
struct S2
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//练习3
struct S3
{
 double d;
 char c;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
 char c1;
 struct S3 s3;
 double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));

⚓对于eg.1

char c1直接对齐到 0 处；

由于int i要对齐到对齐数的整数倍的地址处，所以从4开始对齐，1~3 相当于被浪费；

char c2 对齐到1的整数倍的位置，可以直接到 8 地址处，因为正整数都是1的倍数，所以没什么限制; 此时结构体总大小为9 ，由于 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的 整数倍 这一条规则​​​​​​​ ，此时总大小必须为4的倍数，c2后面要浪费3个地址，相当于9~11被浪费，例1结构体总大小为12.

⚓对于eg.2

⚓对于eg.3

总大小为16

⚓对于eg.4 

总大小为32

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