C/C++数据对齐

为了避免混淆，做如下规定，以下代码若不加特殊说明都运行于32位平台，结构体的默认对齐值是8，各数据类型所占字节数分别为

char占一个字节

int占四个字节

double占八个字节。

两个例子

请问下面的结构体大小是多少？

struct Test{    char c ;    int i ;};

这个呢？

struct Test1{    int i ;    double d ;    char c ;};

在公布答案之前先看一下对齐的规则。

对齐规则

一般来说，结构体的对齐规则是先按数据类型自身进行对齐，然后再按整个结构体进行对齐，对齐值必须是2的幂，比如1，2， 4， 8， 16。如果一个类型按n字节对齐，那么该类型的变量起始地址必须是n的倍数。比如int按四字节对齐，那么int类型的变量起始地址一定是4的倍数，比如0x0012ff60，0x0012ff48等。

 

数据自身的对齐

数据自身的对齐值通常就是数据类型所占的空间大小，比如int类型占四个字节，那么它的对齐值就是4

整个结构体的对齐

整个结构体的对齐值一般是结构体中最大数据类型所占的空间，比如下面这个结构体的对齐值就是8，因为double类型占8个字节。

struct Test2{    int i ;    double d ;};

例子答案

有了上面的基础，再回过头去看看一开始的两个例子

先看结构体Test

1 c是char类型，按1个字节对齐

2 i是int类型，按四个字节对齐，所以在c和i之间实际上空了三个字节。

整个结构体一共是1 + 3（补齐）+ 4 = 8字节。

再看Test1

i是int类型，按4字节对齐

d是double类型，按8字节对齐，所以i和d之间空了4字节

c是char类型，按1字节对齐。

所以整个结构体是 4(i) + 4（补齐）+ 8(d) + 1(c) =  17字节，注意！还没完，整个结构体还没有对齐，因为结构体中空间最大的类型是double，所以整个结构体按8字节对齐，那么最终结果就是17 + 7（补齐） = 24字节。

书写结构体的建议

我们对Test1做一点改动

struct Test1{    char c ;    int i ;    double d ;};

这时Test1的大小就变成了16，而不是24了，节省了8个字节！可见结构体中成员的书写顺序对结构体大小的影响还是很大的，一个好的建议是，按照数据类型由小到大的顺序进行书写。

如何查看结构体的对齐值

使用预处理命令

#pragma pack(show)

该命令来查看当前的对齐值，但是要注意的是，结果是以warning的形式输出的，所以要在VS的警告窗口中才看得见，如下

warning C4810: value of pragma pack(show) == 8   

使用Visual Studio选项(以Visual Studio 2008为例)

Projects-Properties-Configuration Properties-C/C++-Code generation-Struct Member Alignment, 如果没有修改过，则默认值是Default，即8字节对齐。

如何修改结构体的对齐值

使用预处理指令

#pragma pack(num)

num是结构体的对齐值，比如下面的例子按四个字节对齐。

#pragma pack(4)

使用Visual Studio选项(以Visual Studio 2008为例)

Projects-Properties-Configuration Properties-C/C++-Code generation

参考

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms253949.aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms253935.aspx

引用

OwnWaterloo：

引用

数据自身的对齐值就是数据类型所占的空间大小，比如int类型占四个字节，那么它的对齐值就是4

常见的误解。

对任意类型 sizeof(T)是alignof(T)的倍数。
但sizeof(T)不一定总是等于alignof(T)， 即使对基本类型也不一定。

有个不成文的规定是alignof(T)是2的整数次幂。
比如gcc的long double是12字节， 为了是2的整数次幂， 就只能是按4字节对齐。
另外，gcc有单独的选项控制long long 和double（大小都是8字节）的对齐， 4字节或8字节。

多谢提醒！

引用

digdeep126：
"因为结构体中空间最大的类型是double，所以整个结构体按8字节对齐"
这个说法不对！
因为：
struct D{
char a;
double d;
};
sizeof(struct D) == 12 != 16

好好看看我文章前面的说明！默认8字节对齐！而且最后整个结构体的大小必须是这个值得整数倍。

@zhupeiru

引用

大家分析一下这个：
#pragma pack(2)
struct C
{
char a;
int b;
short c;
};

struct D
{
char b;
};

#pragma pack(4)
struct E
{
C c1;
D d1;
};


int main()
{
cout<<sizeof(C)<<" "<<sizeof(D)<<" "<<sizeof(E)<<endl;
return 1;
}

结果是：8 1 10
最后一个感觉应该是12，为什么是10？

因为C和D都是按2字节对齐，所以size(C) + size(D) = 8 + 2 = 10
为什么是12呢？