C++结构变量数据对齐问题

为了避免混淆。做例如以下规定，下面代码若不加特殊说明都执行于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。

两个样例

请问以下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 ;
};

在发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。比方1，2。 4， 8。 16。

假设一个类型按n字节对齐，那么该类型的变量起始地址必须是n的倍数。

比方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。比方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。比方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通常是结构体中最大数据类型所占的空间，比方以下这个结构体的对齐值就是8，由于double类型占8个字节。

struct Test2
{
    int i ;
    double d ;
};

样例答案

有了上面的基础。再回过头去看看一開始的两个样例

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。由于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，那么终于结果就是17 + 7（补齐） = 24字节。

书写结构体的建议

我们对Test1做一点修改

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非常大的。一个好的建议是，依照数据类型由小到大的顺序进行书写。

   

怎样改动结构体的对齐值

使用预处理指令

#pragma pack(num)

num是结构体的对齐值，比方以下的样例按四个字节对齐。

#pragma pack(4)

怎样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，可是要注意的是，结果是以warning的形式输出的，所以要在VS的警告窗体中才看得见。例如以下

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