C语言结构体内存对齐(计算结构体内存大小)

本文详细探讨了C语言中结构体的内存对齐原则,包括数据成员对齐规则、结构体作为成员的存储规则以及结构体总大小的调整。通过举例和内存布局分析,解释了为什么需要内存对齐以及如何进行对齐。同时,提到了#pragma pack宏对内存对齐的影响,并展示了不同pack值下的结构体内存布局变化。

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C语言结构体对齐也是老生常谈的话题了。基本上是面试题的必考题。内容虽然很基础,但一不小心就会弄错。写出一个struct,然后sizeof,你会不会经常对结果感到奇怪?sizeof的结果往往都比你声明的变量总长度要大,这是怎么回事呢?
开始学的时候,也被此类问题困扰很久。其实相关的文章很多,感觉说清楚的不多。结构体到底怎样对齐?

对齐原则

方法一

有人给对齐原则做过总结,具体在哪里看到现在已记不起来,这里引用一下前人的经验(在没有#pragma pack宏的情况下):

原则1、数据成员对齐规则:结构(struct或联合union)的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始(比如int在32位机为4字节,则要从4的整数倍地址开始存储)。

原则2、结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。(struct a里存有struct b,b里有char,int,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储。)

原则3、收尾工作:结构体的总大小,也就是sizeof的结果,必须是其内部最大成员的整数倍,不足的要补齐。

方法二

linux 默认#pragma pack(4),
window 默认#pragma pack(8)。
pack的值越小,越节省内存,不过跑的就越慢。

#pragma pack(4)//设定为4字节对齐

取pack的值,和 结构体中最大的值 比较。
选择最小的值 为K,K的倍数为外对齐原则。
K和每一个成员的大小比较,取最小的值为内部对齐原则。
所谓对齐,就是 内存首地

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