C语言中结构体struct的对齐问题解析

一：struct和union的区别

struct，相互关联的元素的集合，每个元素都有自己的内存空间；每个元素在内存中的存放是有先后顺序的，就是定义时候的顺序；一个struct所占的总的内存大小，并不是各个元素所占空间之和，而是存在字节对齐的问题

union，它所有的元素共享同一内存单元，且分配给 union 的内存空间由类型最大的元素 size 来确定

因此在使用union时容易犯的错误就是，给一个union的多个元素赋值；由于共享内存，最后的赋值会覆盖前面所有的值，实际上只对最后的元素赋值

二：struct字节对齐问题（gcc编译器）

每个元素相对于结构体的首地址的偏移量能被该元素的size整数；如果该元素size>4，则偏移量能被4整除即可

另外struct的总size并没有严格为4或8的倍数；不过这个问题还是跟编译器和平台有关，如果知道（也可以编译器设置）参数信息，要计算出来不难

测试代码:

#include<cstdio>

#include<iostream>
usingnamespace std;
#define LL longlong
struct E1 {
    int a;char b;char c;
}e1;
struct E2 {
    char b;int a;char c;
}e2;
struct E3 {
    char a;short b;int c; LL d;
}e3;
struct E4 {
    int c; LL d;char a;short b;
}e4;
struct E5 {
    char a1,a2,a3,a4,a5,a6;
}e5;
struct E6 {
    char a1,a2,a3;
}e6;
struct E7 {
    struct E5 elem5;
    struct E6 elem6;
    LL a;
}e7;
struct E8 {
    char a[9];
}e8;
struct E9 {
    struct E8 elem8;
    LL a;
}e9;
struct E10 {
    char a;
};
int main(){
    puts("----> E1");
    cout <<sizeof(E1)<< endl;
    printf("%x %x %x %x\n",&e1,&e1.a,&e1.b,&e1.c);   
    puts("----> E2");
    cout <<sizeof(E2)<< endl;
    printf("%x %x %x %x\n",&e2,&e2.b,&e2.a,&e2.c);   
    puts("----> E3");
    cout <<sizeof(E3)<< endl;
    printf("%x %x %x %x %x\n",&e3,&e3.a,&e3.b,&e3.c,&e3.d);   
    puts("----> E4");
    cout <<sizeof(E4)<< endl;
    printf("%x %x %x %x %x\n",&e4,&e4.c,&e4.d,&e4.a,&e4.b);   
    puts("----> E5");
    cout <<sizeof(E5)<< endl;
    puts("----> E6");
    cout <<sizeof(E6)<< endl;
    puts("----> E7");
    cout <<sizeof(E7)<< endl;
    printf("%x %x %x %x\n",&e7,&e7.elem5,&e7.elem6,&e7.a);
    puts("----> E8");
    cout <<sizeof(E8)<< endl;
    puts("----> E9");
    cout <<sizeof(E9)<< endl;
    printf("%x %x %x\n",&e9,&e9.elem8,&e9.a);
    puts("----> E10");
    cout <<sizeof(E10)<< endl;
    return0;
}

输出：

E1
8
facd2140 facd2140 facd2144 facd2145
E2
12
facd2148 facd2148 facd214c facd2150
E3
16
facd2160 facd2160 facd2162 facd2164 facd2168
E4
24
facd2170 facd2170 facd2178 facd2180 facd2182
E5
6
E6
3
E7
24
facd21a0 facd21a0 facd21a6 facd21b0
E8
9
E9
24
E10
1