结构体内在对齐

本文为本人另一个账号上的文章，那个账号不要了，乾坤大挪移过来。

最近遇到结构体内存对齐的问题，发现自己一知半解，于是在网上搜集了些资料，总结如下。

一、规则

每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”，VC++默认 n = 8。对齐分两步，第一步：数据成员对齐；第二步：结构体对齐。

• 数据成员对齐：每个结构体成员所分配的存储位置与起始点的偏移量必须能够整除min(对齐系数,成员字节数)。
• 结构(或联合)的整体对齐：整个结构体所占存储空间要能整除min(max(成员字节数)，对齐系数)。

综合上面两点规则推断：当所有数据成员长度 都 小于 #pragma pack的n值时，这个n值的大小将不产生任何效果。

二、实例说明

为节省时间，只举例说明“对齐系数”为 2 和 8 时的情形。

（一）对齐系数为2

1、成员数据对齐。

#pragma pack(2)  struct test_t   {      int a;   /* 长度4 > 2 按2对齐；起始offset=0 0%2=0；存放位置区间[0,3] */      char b;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */      short c; /* 长度2 = 2 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] ，前面空了一个字节*/      char d;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8] */  };  #pragma pack()

成员总大小= 9

2、整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2

整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 10 /* 10%2=0 */

为了更好地说明问题，下面调换一下c和d的位置，再看一下对齐情况。

1、成员数据对齐。

#pragma pack(2)struct test_t {int a;  /* 长度4 > 2 按2对齐；起始offset=0 0%2=0；存放位置区间[0,3] */char b;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */char d;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[5] */short c; /* 长度2 = 2 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */};#pragma pack()

成员总大小 = 8

2、整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 8 /* 8%2=0 */

（二）对齐系数为8

1、成员数据对齐。

#pragma pack(8)  struct test_t   {      int a;   /* 长度4 < 8 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */      char b;  /* 长度1 < 8 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */      short c; /* 长度2 < 8 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] ，前面空一个字节*/      char d;  /* 长度1 < 8 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8] */  };  #pragma pack()

成员总大小 = 9

2、整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char),8) = 4
整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12/* 12%4=0 */