c++ 结构体对齐规则

结构体内存对齐的规则，即在内存中结构体数据是按照什么规则进行存放的。

规则一：结构体中元素是按照定义顺序，依次放入到内存中。在存放的过程中，每个成员按照一定的偏移量进行存放，其中第一个成员的偏移量为0，其余成员的偏移量是 对齐数 = min(编译器默认的数字，该成员的大小) 的整数倍（以结构体变量首地址为0计算）。即每个类型成员都会有一个属于自己的对齐数。visual studio中编译器默认的数字是8（windows），gcc默认是4（Linux）。

规则二：在经过规则一存放结构体中的数据后，计算总的存储单元是否是所有元素中最大对齐数的整数倍，是，则结束；不是，则补齐为它的整数倍。

注1：结构体中内存对齐是针对基本类型的（char，short，int，long，float，double等）；

注2：对于含有指针的情况，只要记住指针本身所占的存储空间是4个字节就行了，而不必看它是指向什么类型的指针

注3：对于含有数组的情况，按数组的类型对齐，如int a[2]，则按照int类型对齐

注4：对于含有其他结构体变量的情况，该结构体变量存储位置从自己的最大对齐数的整数倍处开始，而结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套的结构体的对齐数）的整数倍，见例6。
 

struct S{
    char a;
    int b;
    double c;
}S1;

答案：16

首先将字符型变量a存入第0个字节（该结构体在内存开辟的首地址，相对地址）；然后再存放整形变量b时，会以4个字节为单位进行存储（对齐数为4=min(8, 4)），由于第一个四字节模块已有数据，因此它会存入第二个四字节模块，也就是存入到第4~7字节；存放双精度实型变量c时，会以8个字节为单位进行存储（对齐数为8=min(8, 8)），即会找到第一个空的且是8的整数倍的位置开始存储，此例中，由于头一个8字节模块已被占用，所以将c存入第二个8字节模块。最后按照规则二进行检查，总的存储单元为16个字节，是最大对齐数8的整数倍，所以结束。存储示意图如下图所示。
 

 

struct S{
    char a;
    double c;
    int b;  
}S1;

答案：24 

struct S{
    double a;
    char b;
    int c;
    char d;
}S1;

答案： 24

指针：

struct S1 {
    char *a;
} s1;
 
struct S2 {
    int *b;
} s2;
 
struct S3 {
    double* a;
} s3;
 
struct S4 {
    char a;
    double* b;
} s4;

数组：

struct S5 {
    char a;
    int b[2];
} s5;

答案：12

含有其他结构体

struct S1 {
    char a;
    int b;
    double c;
};
 
struct S2 {
    char a;
    S1 b;
};

S2中char a存储在第0字节，然后因为结构体变量S1 b的最大对齐数是8，因此从第8个字节开始存储，存储在第8-23字节，然后按照规则二检查存储大小是否是最大对齐数的整数倍，满足，则结束（最大对齐数是8（double类型变量的对齐数），总的存储大小是24）。