結構體內存對齊

對

於char型資料，其自身對齊值為1，對於short型為2，對於int,float,double型別，其自身對齊值為4，單位位元組。

這裡面有四個概念值：

1)資料型別自身的對齊值：就是上面交代的基本資料型別的自身對齊值。

2)指定對齊值：#pragma pack (value)時的指定對齊值value。

3)結構體或者類的自身對齊值：其成員中自身對齊值最大的那個值。

4)資料成員、結構體和類的有效對齊值：自身對齊值和指定對齊值中較小的那個值。

有了這些值，我們就可以很方便的來討論具體資料結構的成員和其自身的對齊方式。

有效對齊值n是最終用來決定資料存放位址方式的值，最重要。有效對齊n，就是表示「對齊在n上」，也就是說該資料的"存放起始位址%n=0".而資料結構中的資料變數都是按定義的先後順序來排放的。第乙個資料變數的起始位址就是資料結構的起始位址。結構體的成員變數要對齊排放，結構體本身也要根據自身的有效對齊值圓整(就是結構體成員變數占用總長度需要是對結構體有效對齊值的整數倍，結合下面例子理解)。

這樣就不難理解上面的幾個例子的值了。

例子分析：

分析例子b；

struct b ;

假設b從位址空間0x0000開始排放。該例子中沒有定義指定對齊值，在筆者環境下，該值預設為4。第乙個成員變數b的自身對齊值是1，比指定或者預設指定對齊值4小，所以其有效對齊值為1，所以其存放位址0x0000符合0x0000%1=0.第二個成員變數a，其自身對齊值為4，所以有效對齊值也為 4，所以只能存放在起始位址為0x0004到0x0007這四個連續的位元組空間中，複核0x0004%4=0,且緊靠第乙個變數。第三個變數c,自身對齊值為2，所以有效對齊值也是2，可以存放在0x0008到0x0009這兩個位元組空間中，符合0x0008%2=0。所以從0x0000到0x0009存放的都是b內容。再看資料結構b的自身對齊值為其變數中最大對齊值(這裡是b）所以就是4，所以結構體的有效對齊值也是4。根據結構體圓整的要求， 0x0009到0x0000=10位元組，（10＋2）％4＝0。所以0x0000a到0x000b也為結構體b所占用。故b從0x0000到0x000b 共有12個位元組,sizeof(struct b)=12;

同理,分析上面例子c：

#pragma pack (2) /*指定按2位元組對齊*/

struct c ;

#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復預設對齊*/

第乙個變數b的自身對齊值為1，指定對齊值為2，所以，其有效對齊值為1，假設c從0x0000開始，那麼b存放在0x0000，符合0x0000%1= 0;第二個變數，自身對齊值為4，指定對齊值為2，所以有效對齊值為2，所以順序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四個連續位元組中，符合0x0002%2=0。第三個變數c的自身對齊值為2，所以有效對齊值為2，順序存放

在0x0006、0x0007中，符合 0x0006%2=0。所以從0x0000到0x00007共八字節存放的是c的變數。又c的自身對齊值為4，所以 c的有效對齊值為2。又8%2=0,c只占用0x0000到0x0007的八個位元組。所以sizeof(struct c)=8.

有了以上的解釋，相信你對c語言的位元組對齊概念應該有了清楚的認識了吧。在網路程式中，掌握這個概念可是很重要的喔，在不同平台之間（比如在windows 和linux之間）傳遞2進製流（比如結構體），那麼在這兩個平台間必須要定義相同的對齊方式，不然莫名其妙的出了一些錯，可是很難排查的哦^_^。

intel、微軟等公司曾經出過一道類似的面試題：

#include

#pragma pack(8)

struct example1

;struct example2

;#pragma pack()

int main(int argc, char* argv)

問程式的輸入結果是什麼？

答案是：816

4面試題的解答

至此，我們可以對intel、微軟的面試題進行全面的解答。

程式中第2 行#pragma pack (8)雖然指定了對界為8，但是由於struct example1 中的成員最大

size 為4（long 變數size 為4），故struct example1 仍然按4 位元組對界，struct example1 的size

為8，即第18 行的輸出結果；

struct example2 中包含了struct example1，其本身包含的簡單資料成員的最大size 為2（short

變數e），但是因為其包含了struct example1，而struct example1 中的最大成員size 為4，struct

example2 也應以4 對界，#pragma pack (8)中指定的對界對struct example2 也不起作用，故19 行的

輸出結果為16；

由於struct example2 中的成員以4 為單位對界，故其char 變數c 後應補充3 個空，其後才是

成員struct1 的記憶體空間，20 行的輸出結果為4。

union a

;struct b

sizeof(b) = ?

答案：union a:

我想的是union中變數共用記憶體，應以最長的為準，那就是20。可實際不然，sizeof(a)=24，

a中各變數的預設記憶體對齊方式，必須以最長的double 8位元組對齊，故應該是sizeof(a)=24。

struct b ;

實際占用38位元組，但由於a是8位元組對齊的，所以int n和char c[10]也需要8位元組對齊，總共8+24+16=48

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