关于结构体struct的sizeof计算问题

1、一般情况

32位系统

假设有的结构：

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struct MyStruct

{

    double dda1;

    char dda;

    int type;

};

对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢？sizeof(MyStruct)为多少呢？也许你会这样求：

sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13

但是当在VC中测试上面结构的大小时，你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗？

其实，这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度，VC对一些变量的起始地址做了“对齐”处理。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必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。

类型
对齐方式（变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量）
Char
偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数
int
偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数
float
偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数
double
偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数
Short
偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数

默认的对齐方式

各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间，同时按照上面的对齐方式调整位置，空缺的字节VC会自动填充。同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边界数（即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数）的倍数，所以在为最后一个成员变量申请空间后，还会根据需要自动填充空缺的字节。

下面用前面的例子来说明VC到底怎么样来存放结构的。

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struct MyStruct

{

    double dda1;

    char dda;

    int type;

};

为上面的结构分配空间的时候，VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式，先为第一个成员dda1分配空间，其起始地址跟结构的起始地址相同（刚好偏移量0刚好为sizeof(double)的倍数），该成员变量占用sizeof(double)=8个字节；接下来为第二个成员dda分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8，是sizeof(char)的倍数，所以把dda存放在偏移量为8的地方满足对齐方式，该成员变量占用sizeof(char)=1个字节；接下来为第三个成员type分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为9，不是sizeof(int)=4的倍数，为了满足对齐方式对偏移量的约束问题，VC自动填充3个字节（这三个字节没有放什么东西），这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为12，刚好是sizeof(int)=4的倍数，所以把type存放在偏移量为12的地方，该成员变量占用sizeof(int)=4个字节；这时整个结构的成员变量已经都分配了空间，总的占用的空间大小为：8+1+3+4=16，刚好为结构的字节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof(double)=8）的倍数，所以没有空缺的字节需要填充。所以整个结构的大小为：sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16，其中有3个字节是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西。

下面再举个例子，交换一下上面的MyStruct的成员变量的位置，使它变成下面的情况：

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struct MyStruct

{

    char dda;

    double dda1;

    int type;

};

这个结构占用的空间为多大呢？在VC6.0环境下，可以得到sizeof(MyStruct)为24。结合上面提到的分配空间的一些原则，分析下VC怎么样为上面的结构分配空间的。（简单说明）

struct MyStruct

{

char dda;//偏移量为0，满足对齐方式，dda占用1个字节；

double dda1;//下一个可用的地址的偏移量为1，不是sizeof(double)=8

的倍数，需要补足7个字节才能使偏移量变为8（满足对齐

方式），因此VC自动填充7个字节，dda1存放在偏移量为8

的地址上，它占用8个字节。

int type;//下一个可用的地址的偏移量为16，是sizeof(int)=4的倍

数，满足int的对齐方式，所以不需要VC自动填充，type存

放在偏移量为16的地址上，它占用4个字节。

所有成员变量都分配了空间，空间总的大小为1+7+8+4=20，不是结构

的节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof

(double)=8）的倍数，所以需要填充4个字节，以满足结构的大小为

sizeof(double)=8的倍数。

所以该结构总的大小为：sizeof(MyStruct)为1+7+8+4+4=24。其中总的有7+4=11个字节是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西。

2、结构体包含结构体时

如果一个结构体里同时包含结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储（如struct a里有struct b,b里有char,int ,double等元素，那么b应该从8(即double类型的大小)的整数倍开始存储）。

typedef struct bb  {      int id;             //[0]....[3]      表示4字节      double weight;      //[8].....[15]　　　　　　      float height;      //[16]..[19],总长要为8的整数倍,仅对齐之后总长为[0]~[19]为20，补齐[20]...[23]  }BB;  typedef struct aa    {         int  id;         //[0]...[3]　　　　　　　　　        double score;     //[8]....[15]　　　　        short grade;    //[16],[17]　　　　　　　　        BB b;             //[24]......[47]　　　　　　　（因为BB内部最大成员为double,即8的整数倍开始存储）        char name[2]; //[48][49]  50个字节，凑六个，成为8的倍数}AA;  int main()  {      cout<<sizeof(AA)<<" "<<sizeof(BB)<<endl;      return 0;  }  

输出结果为56（补位凑成8的倍数） 24

再看一个例子：

struct s1{char a[8];};struct s2{double d;};struct s3{s1 s;char a;};struct s4{s2 s;char a; };cout<<sizeof(s1)<<endl; // 8cout<<sizeof(s2)<<endl; // 8cout<<sizeof(s3)<<endl; // 9cout<<sizeof(s4)<<endl; // 16;

  s1和s2大小虽然都是8，但是s1的对齐方式是1，s2是8（double），所以在s3和s4中才有这样的差异。
  所以，在自己定义结构体的时候，如果空间紧张的话，最好考虑对齐因素来排列结构体里的元素。

3、当有声明#pragma pack(n)时

上面的描述都是没有#pragma pack（n）的，都是按照自己的字节数大小进行对齐。

编译器中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。//n为1、2、4、8、16...

n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况：第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏移量必须满足默认的对齐方式，即该变量所占用字节数的整数倍；第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。

结构的总大小也有个约束条件，分下面两种情况：如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数；否则必须为n的倍数。

所以在上面的代码前加一句#pragma pack(1)，

则代码输出为bb：(0~3)+(4~11)+(12~15)=16;   aa：(0~1)+(2~5)+(6~13)+(14~15)+(16~31)=32，也就是说，#pragma pack(1)就是没有对齐规则。

再考虑#pragma pack(4)，bb：(0~3)+(4~11)+(12~15)=16;    aa：(0~1)+(4~7)+(8~15)+(16~17)+(20~35)=36

4、 32位和64位系统的区别

     对齐和边界条件都和上述一样

5、联合体的sizeof

共用体表示几个变量共用一个内存位置，在不同的时间保存不同的数据类型和不同长度的变量。在union中，所有的共用体成员共用一个空间，并且同一时间只能储存其中一个成员变量的值。当一个共用体被声明时, 编译程序自动地产生一个变量, 其长度为联合中元类型（如数组，取其类型的数据长度）最大的变量长度的整数倍，且要大于等于其最大成员所占的存储空间。

union foo  {  char s[10];  int i;  } ; union   mm{      char   a;//元长度1        1    int   b[5];//元长度4     20    double   c;//元长度8     8    int   d[3];              12    }; 

foo的内存空间的长度为12，是int型的3倍，而并不是数组的长度10。若把int改为double，则foo的内存空间为16，是double型的两倍。同理，sizeof(mm)=8*3=24；