結構體的對齊和補齊

首先我們先看看下面的c語言的結構體：

typedef struct memalign

int a;

char b[3];

int c;

}memalign

那麼，記憶體對齊有哪些原則呢？我總結了一下大致分為三條：

第一條：第乙個成員的首位址為0

第二條：每個成員的首位址是自身大小的整數倍

第二條補充：以4位元組對齊為例，如果自身大小大於4位元組，都以4位元組整數倍為基準對齊。

第三條：最後以結構總體對齊。

第三條補充：以4位元組對齊為例，取結構體中最大成員型別倍數，如果超過4位元組，都以4位元組整數倍為基準對齊。（其中這一條還有個名字叫：「補齊」，補齊的目的就是多個結構變數挨著擺放的時候也滿足對齊的要求。）

#pragma pack(4)

typedef struct memalign

memalign;

第乙個成員（char a[18]）：首先，假設我們把它放到記憶體開始位址為0的位置，由於第乙個成員佔18個位元組，所以第乙個成員占用記憶體位址範圍為0～18。

第二個成員（double b）：由於double型別佔8位元組，又因為8位元組大於4位元組，所以就以4位元組對齊為基準。由於第乙個成員結束位址為18，那麼位址18並不是4的整數倍，我們需要再加2個位元組，也就是從位址20開始擺放第二個成員。

第三個成員（char c）：由於char型別佔1位元組，任意位址是1位元組的整數倍，所以我們就直接將其擺放到緊接第二個成員之後即可。

第四個成員（int d）：由於int型別佔4位元組，但是位址29並不是4的整數倍，所以我們需要再加3個位元組，也就是從位址32開始擺放這個成員。

第五個成員（short e）：由於short型別佔2位元組，位址36正好是2的整數倍，這樣我們就可以直接擺放，無需填充位元組,緊跟其後即可。

這樣我們記憶體對齊就完成了。但是離成功還差那麼一步，那是什麼呢？對，是對整個結構體補齊，接下來我們就補齊整個結構體。那麼，先讓我們回顧一下補齊的原則：「以4位元組對齊為例，取結構體中最大成員型別倍數，如果超過4位元組，都以4位元組整數倍為基準對齊。」在這個結構體中最大型別為double型別（佔8位元組），又由於8位元組大於4字 節，所以我們還是以4位元組補齊為基準，整個結構體結束位址為38，而位址38並不是4的整數倍，所以我們還需要加額外2個位元組來填充結構體。

總結：1) 結構體變數的首位址能夠被其最寬基本型別成員的大小所整除；

2) 結構體每個成員相對結構體首位址的偏移量(offset)都是成員大小的整數倍，如有需要編譯器會在成員之間加上填充位元組(internal adding)；

3) 結構體的總大小為結構體最寬基本型別成員大小的整數倍，如有需要編譯器會在最末乙個成員之後加上填充位元組。

對齊位元組可以用：#pragma pack(4) 指定

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