C语言 ——— 结构体内存对齐
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发现问题
偏移量宏：offsetof()
结构体内存的对齐规则
小结
发现问题
有以下两个结构体：
结构体1：
struct S1
{char c1; // 1字节int i; // 4字节char c2; // 1字节
};结构体2：
struct S2
{char c1; // 1字节char c2; // 1字节int i; // 4字节
};通常情况下：结构体1的大小是6字节（char是1字节 + int是4字节 + char是1字节）；结构体2的大小是6字节（char是1字节 + char是1字节 + int是4字节）
打印结构验真假：
打印发现 结构体1 和 结构体2 所占内存空间的大小并不一样，出现这种结果的原因是因为结构体内存对齐规则的原因，利用宏 offsetof() 可以帮助判断
偏移量宏：offsetof()
offsetof() 这个宏可以计算结构体成员相较于结构体起始位置的偏移量
头文件为：#include<stddef.h>
计算结构体所有成员对于结构体起始位置的偏移量：
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
int main()
{printf("%d", offsetof(struct S1, c1));printf("%d", offsetof(struct S1, i));printf("%d", offsetof(struct S1, c2));return 0;
}计算结果：
可以发现，c1 是char类型的变量，所占内存空间只有1个字节，且是第一个变量，所以放在结构体起始位置偏移量为0的地方，那为什么第二个变量要放在离起始位置偏移量4的地方，中间的3个字节为什么要浪费掉？
由以上问题分析得出，结构体成员不是按照顺序在内存中连续存放的，是有一定的对齐规则
结构体内存的对齐规则
1. 结构体的第一个成员永远放在相较于结构体起始位置的偏移量为0的位置
2. 从第二个成员开始，往后的每个成员都要对齐到某个对齐数的整数倍处
3. 结构体的总大小，必须是最大对齐数的整数倍，而这最大对齐数也就是结构体所有成员的对齐数中最大的值
对齐数：结构体成员自身的大小和默认对齐数的较小值
默认对齐数：VS编译器上的默认对齐数是8，而gcc这种编译器没有默认对齐数，对齐数就是结构体成员的自身大小
由以上的规则，我们可以得知，为什么第二个变量要放在相较于结构体起始位置的偏移量为4的位置了
再次复盘以上结构体：
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};第一个成员：char类型的c1变量，放在相较于结构体起始位置的偏移量为0的位置
第二个成员：int类型的i变量，i的大小是4个字节，VS中默认对齐数是8，在4和8中取较小值，也就是4，所以第二个成员变量 i 要放在偏移量为4的倍数处，所以成员变量 i 的偏移量是 4
第三个成员：char类型的c2变量，c2 的大小是1个字节，在1和8中取较小值，也就是1，所以第三个成员变量 c2 要存放在偏移量为1的倍数处，且偏移量为4、5、6、7的位置已经被第二个成员所占，所以 c2 存放在偏移量为8的位置
结构体总大小：
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
结构体的总大小是最大对齐数的整数倍，由以上第二个成员可得出，最大对齐数是4，所以结构体的总大小必须是4的倍数，而当前结构体的大小是9，因为第三个成员是放在偏移量为8的位置的，且占一个字节，所以一共占了9个字节，9不是4的倍数，所以最4的最小整数倍是12，所以最后整个结构体的总大小是12个字节
小结
除了结构体的第一个成员是放在结构体的起始处位置（也就是相较于结构体起始位置偏移量为0的位置），其他的成员要按照对齐规则存放
且结构体的总大小是结构体成员最大对齐数的整数倍