[C++]字节对齐与结构体大小

C语⾔结构体字节对齐简单计算⽅法
1.在C语⾔⾥⾯每⼀种数据类型都有字节对齐⽐如在32位操作系统下：整型的⾃⾝对齐数就是 4 字节，字符型就是 1 字节，double就是 8 字节。

但是结构体的计算⽅式就和普通的数据类型不⼀样。

在C语⾔⾥⾯字节对齐的⽅式主要根据“有效对齐数”来确定，那么有效对齐数是怎杨确定的呢？
在结构体⾥⾯：：：　有效字节对齐数 = （⾃⾝对齐数 < 最⼤字节）？（⾃⾝对齐数）：（最⼤字节）；
⾃⾝对齐数 = 4字节（32位操作系统）;(8 字节为32位操作系统)。

最⼤字节数 = 结构体⾥⾯最⼤的⼀个数据类型所占的字节数。

列：struct test{
char a;
int a;
short c;
}d;
sizeof(d) == ? ; //在32位操作系统下为12字节，64位操作系统下也为12字节。

（每⼀次都开4个字节）
struct test2{
char a;
double b;
short c;
}d;
sizeof(d) == ? ;// 在32位操作系统下为16字节（每⼀次开4个字节），在64位操作系统下为24字节（每⼀次开8个字节）。

c语言结构体大小在C语言中，结构体是一种用户自定义的数据类型，它可以包含多个不同的数据类型的成员变量。

结构体的大小是由其成员变量的类型和顺序决定的，不同的编译器可能会有不同的对齐方式和字节对齐规则。

1、结构体的基本概念在C语言中，结构体可以描述一个对象的完整属性，它可以将多个不同数据类型的变量封装在一起，形成一个新的数据类型。

结构体的定义形式如下：struct 结构体名称 {成员变量1;成员变量2;......};其中，结构体名称是用户给定的一个标识符，可以用于定义变量，并对其成员变量进行操作。

成员变量可以是任何数据类型，包括整型，浮点型，字符型等基本数据类型，也可以是其他结构体类型或指针类型。

例如，定义一个学生结构体类型：struct student {int num; // 学号char name[20]; // 姓名int age; // 年龄float score; // 分数};在内存中，一个结构体变量占用的空间大小，是由其成员变量的类型和大小决定的。

2、结构体大小的计算在C语言中，结构体的大小计算主要遵循以下两个原则：（1）结构体变量的大小，必须满足各成员变量的对齐要求。

在内存中，每个变量都会占用一定大小的存储空间，但在实际存储时，我们一般将不同类型的变量按照一定的规则排列，这就是对齐。

对齐规则是为了优化结构体的内存存储，提高程序的运行效率。

通常情况下，不同于字节对齐方式的编译器可能有不同的解决问题的策略，这方面需要注意遵循编译器的规范。

为了便于处理结构体变量，操作系统会按照诸如4字节对齐，8字节对齐等方式来分配内存。

因此，结构体大小通常是成员变量大小的总和，再增加一些字节来实现对齐。

例如，假设一个结构体的成员变量有4个32位整型变量，那么它的大小为4个4字节——即16字节。

如果我们增加一个8位字符型变量，那么这个结构体的大小将会是20字节（4 * 4 + 1）。

在下面这个例子中，我们定义了一个结构体类型，包含5个成员变量。

c语言结构体16字节对齐【最新版】目录1.结构体的概念2.16 字节对齐的重要性3.C 语言中的结构体对齐规则4.16 字节对齐的实现方法5.应用实例正文一、结构体的概念结构体是一种复合数据类型，它可以将不同类型的数据组合在一起。

结构体主要应用于以下场景：当需要将一组相关联的数据组织在一起时，可以使用结构体来描述这些数据。

结构体可以包含各种不同类型的成员，如整型、浮点型、字符型等。

二、16 字节对齐的重要性在计算机系统中，数据存储和访问通常是以字节为单位的。

不同的数据类型所占用的字节数是不同的。

结构体中的成员也需要占用一定的字节空间。

为了提高数据访问的效率，需要对结构体中的成员进行对齐。

对齐的目的是使结构体成员的首地址能够被其大小所整除，这样可以减少访问数据时的内存浪费。

三、C 语言中的结构体对齐规则C 语言中的结构体对齐规则是按照成员的大小进行排列，从大到小。

当一个成员的大小小于等于 16 字节时，它会被紧挨着放置在前一个成员的后面。

当一个成员的大小大于 16 字节时，它会被从下一个 16 字节的位置开始放置。

四、16 字节对齐的实现方法要实现 16 字节对齐，需要在结构体定义时注意成员的排列顺序和数据类型。

首先，将较大的成员放在结构体的前面，较小的成员放在后面。

其次，可以使用预编译指令#pragma pack 来指定对齐的字节数。

例如，可以使用#pragma pack(2) 来指定 16 字节对齐。

五、应用实例以下是一个使用 16 字节对齐的结构体应用实例：```c#pragma pack(2)typedef struct {int a; // 4 字节float b; // 4 字节char c; // 1 字节char d; // 1 字节} MyStruct;```在这个例子中，结构体 MyStruct 中的成员按照 16 字节对齐规则进行排列。

可以看到，int 类型的成员 a 和 float 类型的成员 b 分别占据了 4 字节的空间，char 类型的成员 c 和 d 各占据了 1 字节的空间。

C语言结构体中的数组字节对齐在C语言中，结构体是一种用户自定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起。

结构体中常常包含多个成员变量，其中可能有数组类型的成员变量。

在结构体中使用数组时，需要了解数组字节对齐的概念和规则，以确保内存的最佳利用和访问的效率。

什么是字节对齐字节对齐是指在将数据存储在计算机内存中时，按照特定规则进行调整，以确保数据的存储和访问的效率。

字节对齐的规则可以对齐数据的起始地址或者数据的长度。

计算机中的数据存储是按照字节(Byte)来划分的，一个字节通常由8个二进制位组成。

字节对齐的主要目的是为了节省内存和提高访问效率。

在C语言中，结构体中的成员变量通常按照字节对齐的规则来排列。

C语言结构体中的数组字节对齐规则在C语言中，结构体中的数组字节对齐规则通常遵循以下原则：1.结构体的起始地址必须是所有成员变量所要求对齐方式的最小公倍数。

2.结构体中的每个成员变量的地址必须是它本身的大小的整数倍。

3.结构体的总大小必须是其最大成员变量大小的整数倍。

根据字节对齐规则，如果结构体中的成员变量的累计大小不是字节对齐的倍数，编译器会在成员变量之间添加填充字节，以满足对齐要求。

这些填充字节在结构体的占用空间中不可访问。

填充字节的目的是将后续成员变量的地址对齐，以提高内存访问效率。

数组字节对齐的示例为了更好地理解数组字节对齐的规则，我们来看一个示例。

#include <stdio.h>struct MyStruct {char c;int i;char arr[3];};int main() {struct MyStruct s;printf("sizeof(MyStruct) = %lu\n", sizeof(struct MyStruct));printf("sizeof(s.c) = %lu\n", sizeof(s.c));printf("sizeof(s.i) = %lu\n", sizeof(s.i));printf("sizeof(s.arr) = %lu\n", sizeof(s.arr));return 0;}输出结果：sizeof(MyStruct) = 12sizeof(s.c) = 1sizeof(s.i) = 4sizeof(s.arr) = 3在这个示例中，我们定义了一个包含一个字符类型变量、一个整型变量和一个长度为3的字符数组的结构体MyStruct。

［C++］字节对齐与结构体大小［C++］ 2010-09-24 21:40:26 阅读172 评论0 字号：大中小订阅说明：结构体的sizeof值,并不是简单的将其中各元素所占字节相加，而是要考虑到存储空间的字节对齐问题。

这些问题在平时编程的时候也确实不怎么用到，但在一些笔试面试题目中出是常常出现，对sizeof我们将在另一篇文章中总结，这篇文章我们只总结结构体的sizeof，报着不到黄河心不死的决心，终于完成了总结，也算是小有收获，拿出来于大家分享，如果有什么错误或者没有理解透的地方还望能得到提点，也不至于误导他人。

一、解释现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。

各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。

一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。

比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。

比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int 型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。

二、准则其实字节对齐的细节和具体编译器实现相关，但一般而言，满足三个准则：1. 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；2. 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节；3. 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节。

浅谈C语⾔共⽤体和与结构体的区别
共⽤体与结构体的区别
共⽤体：
使⽤union 关键字
共⽤体内存长度是内部最长的数据类型的长度。

共⽤体的地址和内部各成员变量的地址都是同⼀个地址
结构体⼤⼩：
结构体内部的成员，⼤⼩等于最后⼀个成员的偏移量+最后⼀个成员⼤⼩+末尾的填充字节数。

结构体的偏移量：某⼀个成员的实际地址和结构体⾸地址之间的距离。

结构体字节对齐：每个成员相对于结构体⾸地址的偏移量都得是当前成员所占内存⼤⼩的整数倍，如果不是会在成员前⾯加填充字节。

结构体的⼤⼩是内部最宽的成员的整数倍。

共⽤体
#include <stdio.h>
//gcc让不同类型的变量共享内存地址 ,同⼀时间只有⼀个成员有效
union data{
int a;
char b;
int c;
};
int main(){
union data data_1 = {1};//初始化时只填写⼀个值。

(同⼀时间只有⼀个成员有效)
data_1.b = 'c';
data_1.a = 10;//后赋值的才有效。

前⾯的赋值被覆盖
//打印地址，发现指向同⼀个地址
printf("%p\n%p\n%p\n",&data_1.a,&data_1.a,&data_1.a);
return 0;
}
以上这篇浅谈C语⾔共⽤体和与结构体的区别就是⼩编分享给⼤家的全部内容了，希望能给⼤家⼀个参考，也希望⼤家多多⽀持。

VC的sizeof、字节对齐、位域见到N多的笔试题目考到相关内容，作题目时老是非常迷糊，索性一怒，狂看，终于有所得。

在这做个总结：一、VC默认方式的字节对齐：1.数据成员对齐规则：在默认情况下，VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量:sizeof(类型)或其倍数2.整体对齐规则:结构的总大小也有个约束条件：最大sizeof(类型)的整数倍如：struct MyStruct{char dda;double dda1;int type}；//sizeof=1+7+8+4+4=24二、自己设定字节对齐方式VC中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。

1.数据成员对齐规则：n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量：min(sizeof(类型)，对齐方式)或其倍数.2.整体对齐规则：结构的总大小也有个约束条件：min(最大的sizeof(类型)，对齐方式)的倍数.#pragma pack(push) //保存对齐状态#pragma pack(4)//设定为4字节对齐struct test{char m1; //默认偏移量double m4;//非默认偏移量int m3; //默认偏移量}; //sizeof=1+3+8+4=16应为4的倍数#pragma pack(pop)//恢复对齐状态#pragma pack(push) //保存对齐状态#pragma pack(16)//设定为4字节对齐struct test{char m1;//默认偏移量double m4;//默认偏移量int m3;//默认偏移量}; //sizeof=1+7+8+4+4=24应为8的倍数。

#pragma pack(pop)//恢复对齐状态三、sizeof简单应用1．参数为数据类型或者为一般变量。

例如sizeof(int),sizeof(long)等等。

这种情况要注意的是不同系统系统或者不同编译器得到的结果可能是不同的。

讲解C语言编程中的结构体对齐讲解C语言编程中的结构体对齐Q：关于结构体的对齐，到底遵循什么原则？A：首先先不讨论结构体按多少字节对齐，先看看只以1字节对齐的情况：#include#include#define PRINT_D(intValue) printf(#intValue" is %dn", (intValue));#define OFFSET(struct,member) ((char *)&((struct *)0)->member - (char *)0)#pragma pack(1)typedef struct{ char sex; short score; int age;}student;int main(){ PRINT_D(sizeof(student)) PRINT_D(OFFSET(student,sex)) PRINT_D(OFFSET(student,score)) PRINT_D(OFFSET(student,age)) return 0;}输出：sizeof(student) is 7OFFSET(student,sex) is 0OFFSET(student,score) is 1OFFSET(student,age) is 3可以看到，如果按1字节对齐，那么结构体内部的成员紧密排列，sizeof(char) == 1, sizeof(short) == 2, sizeof(int) == 4.修改上面的代码，去掉#pragma pack语句，代码如下：#include#include#define PRINT_D(intValue) printf(#intValue" is %dn", (intValue));#define OFFSET(struct,member) ((char *)&((struct *)0)->member - (char *)0)typedef struct{ char sex; short score; int age;}student;int main(){ PRINT_D(sizeof(student)) PRINT_D(OFFSET(student,sex)) PRINT_D(OFFSET(student,score)) PRINT_D(OFFSET(student,age)) return 0;}运行结果：sizeof(student) is 8OFFSET(student,sex) is 0OFFSET(student,score) is 2OFFSET(student,age) is 4此时，各个成员之间就不像之前那样紧密排列了，而是有一些缝隙。

c编译器内存对齐算法
C编译器的内存对齐算法是用来解决不同数据类型在内存中的
对齐问题的，其目的是为了提高内存访问的效率。

C编译器在分配内存给不同数据类型的变量时，会使用一定的
规则来确定变量的地址。

这些规则可以通过编译器的选项来设置，通常称为编译器的对齐规则。

以下是一般情况下C编译器的内存对齐算法：
1. 基本对齐规则：变量的起始地址必须是其大小的整数倍。

例如，一个int变量的起始地址必须是4的倍数。

2. 结构体对齐规则：结构体的起始地址必须是其最宽基本类型成员大小的整数倍。

例如，一个结构体成员中最宽的基本类型是int，那么结构体的起始地址必须是4的倍数。

3. 结构体成员对齐规则：结构体成员的起始地址必须是其自身大小的整数倍。

例如，如果一个结构体成员的大小是2个字节，那么它的起始地址必须是2的倍数。

4. 自定义对齐规则：有些编译器允许程序员通过预处理指令来自定义对齐规则。

例如，使用#pragma pack(n)指令可以将对齐
粒度设置为n字节。

C编译器的内存对齐算法有助于减少内存碎片以及提高内存访
问的效率。

但是，在某些情况下，内存对齐会导致内存浪费，
特别是在结构体中使用了大量的字符型成员时。

因此，在定义结构体时，可以使用编译器的指令来控制内存对齐的方式，以便更好地平衡内存使用和访问效率。

gcc结构体字节对齐编译参数gcc编译器是一款常用的C语言编译器，它可以将我们编写的C代码转换成可执行的机器码。

在使用gcc编译器时，我们可以通过一些特定的编译参数来控制编译过程中的一些细节，比如结构体的字节对齐。

字节对齐是指在结构体中，数据成员按照一定的规则进行排列，以便于CPU访问和读取。

由于CPU对齐访问数据的效率更高，因此在结构体中进行字节对齐可以提高程序的执行效率。

在gcc中，我们可以使用"-malign-structs"参数来控制结构体的字节对齐方式。

这个参数可以接受一个整数参数，表示对齐的字节数。

例如，"-malign-structs=4"表示按照4字节对齐。

字节对齐的方式有两种，分别是按照成员的自然对齐和按照最大对齐方式。

自然对齐是指按照成员本身的大小进行对齐，比如一个int 类型的成员会按照4字节对齐。

最大对齐方式是指按照结构体中最大成员的大小进行对齐，比如一个结构体中包含一个int类型和一个char类型的成员，那么整个结构体的对齐方式将按照4字节对齐。

为了能够更好地理解字节对齐的影响，我们可以通过一个具体的例子来说明。

假设我们有一个结构体如下所示：```cstruct Example {int a;char b;double c;};```如果我们不使用字节对齐的方式进行编译，那么结构体的字节排列方式可能如下所示：```| a (4字节) | b (1字节) | c (8字节) |```可以看到，结构体的内存布局并不是按照成员的自然对齐方式进行排列的。

这样一来，当我们访问结构体中的成员时，CPU可能需要进行额外的处理，从而降低程序的执行效率。

而如果我们使用字节对齐的方式进行编译，比如使用"-malign-structs=4"参数，那么结构体的字节排列方式可能如下所示：```| a (4字节) | 空闲字节 (3字节) | b (1字节) | 空闲字节 (7字节) | c (8字节) |```可以看到，结构体的内存布局按照最大对齐方式进行排列，每个成员都被对齐到4字节的边界上。