结构体内存对齐

结构体的对齐规则：

1.结构体的第一个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

2.其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。

 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员变量大小的较小值。

 VS 中默认的值为 8

 Linux中 gcc 没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小

3. 结构体总大小为最大对齐数（结构体中每个成员变量都有一个对齐数，所有对齐数中最大的）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齐到自己的成员中最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体中成员的对齐数）的整数倍。

//练习1
struct S1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12

以下以VS分析：

• char c1：占用1个字节 - 从偏移量为0的地址处开始对齐
• 填充：3个字节，以确保int i从4的倍数地址开始  - 确保下一个地址的偏移量为4的倍数
• int i：占用4个字节 - 编译器默认对齐数为8，int类型的大小为4个字节 ，因此该对齐数采用较小的4
• int i 对齐完后，偏移量为7，下一个偏移量为8，是char类型对齐数的整数倍
• char c2：占用1个字节  -偏移量为8
• 到这里结构体占用了9个字节
• 填充：1个字节，结构体的总大小是最大对齐数的倍数，在这里，最大对齐数为4。结构体目前大小为9，不是4的倍数，填充3个字节，大小为12，是4的整数倍。
• 所以，struct S1的总大小是1（c1）+ 3（填充）+ 4（i）+ 1（c2）+ 3（填充）= 12字节。
• 

下面给出2个练习，大家动手算算吧。

//练习2
struct S2
{
  char c1;
  char c2;
  int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8
//练习3
struct S3
{
  double d;
  char c;
  int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));//16

//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));//32

• char c1：占用1个字节 - 从偏移量为0的地址处开始对齐
• struct S3的最大对齐数为8，因此s3应该从偏移量为8的位置开始对齐
• 填充：7个字节 -- 确保下一个地址的偏移量为8的倍数
• struct S3 s3：占用16个字节
• struct S3 s3对齐完后，偏移量为23，下一个偏移量为24，是doubler类型对齐数的整数倍
• double：占用8个字节  -偏移量为31
• 到这里结构体占用了32字节，结构体的总大小是最大对齐数（含嵌套结构体成员的对齐数）的倍数，在这里，最大对齐数为8。结构体目前大小为32，是8的倍数
• 所以，struct S4的总大小是1（c1）+ 7（填充）+ 16（s3）+ 8（d）= 32字节。

节省空间

       在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：

       让占用空间小的成员尽量集中在一起

//例如： 
struct S1
{
  char c1;
 
  int i;
 
  char c2;
};
struct S2
{
  char c1;
  char c2;
  int i;
};

修改默认对齐数

#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S 
{
  char c1; 
  int i; 
  char c2; 
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数，还原为默认
int main()
 
{
  //输出的结果是什么？
  printf("%d\n", sizeof(struct S));
  return 0;
}