C语言杂谈：结构体内存对齐

#include<stdio.h>
struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
struct S2
{
    char c1;
    char c2;
    int i;
};
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
    return 0;
}

看上面的代码，我们想想应该会输出什么，都是一个整形，两个字符类型。肯定会有说是6字节

的，我们输出来看。

为什么会是12和8呢，这就是谈到结构体在内存中的存储了，即 结构体的内存对齐。

这是s1在内存中存储情况，

我们看到c1存放完后，i并不是紧挨着c1进行存放，而是从偏移量为4的地方开始存储，中间空出三个字节的空间。这就是结构体的内存对齐，下面我们来了解其内存对齐的规则：

1，结构体的第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处

2，其他成员变量要对齐到某个数字(我们称作对齐数)的整数倍的地址处

3，对齐数=编译器默认的一个对齐数与该变量大小的较小值。vs的默认对齐数为8

4，结构体的总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍

5，对于嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的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（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

如何理解这段话呢，

我们需要理解对齐数是怎么找到的

对齐数是当前变量大小和编译器默认对齐数的较小值（以下使用vs对齐数8）

比如我有一个int变量，他比8小，所以对齐数就是1

如果我有int变量，他的对齐数就是4。

知道对齐数之后，我们需要知道他们存储时，偏移量是对齐数的整数倍，

struct stu
{
    int a;
    char b;
    int c;
}

我们来看这段代码，先是一个int变量，对齐数是4，直接在偏移量0的地方开始存储，占四个字节

下面是char，对齐数一个字节

最后是int，偏移量4个字节

为什么需要偏移到8开始呢，因为前面说过了，偏移量必须是对齐数的整数倍。

C语言给我们提供了offsetof宏来计算结构体成员的偏移量

#include<stddef.h>
#include<stdio.h>
struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
struct S2
{
    char c1;
    char c2;
    int i;
};
int main()
{
    printf("结构体S1中c1的偏移量为%zd\n",offsetof(struct S1,c1 ));
    printf("结构体S1中i的偏移量为%zd\n", offsetof(struct S1, i));
    printf("结构体S1中c2的偏移量为%zd\n", offsetof(struct S1, c2));
    printf("结构体S2中c1的偏移量为%zd\n", offsetof(struct S2, c1));
    printf("结构体S2中c2的偏移量为%zd\n", offsetof(struct S2, c2));
    printf("结构体S2中i的偏移量为%zd\n", offsetof(struct S2, i));
    return 0;