Windows下struct和union字节对齐设置以及大小的确定（一 简介和结构体大小的确定）

在windows下设置字节对齐大小的方式，目前我了解有三种：

1. 在编译程序时候的编译选项  /Zp[n]，如 cl /Zp4 表示对齐大小是4字节；

2. 预处理命令   #pragma pack( [ show ] | [ push | pop ] [, identifier ] , n  )；

3. 微软特定命令  __declspec(align(#))。

下面我将分别介绍这三种，并分析不同方式的优缺点，先明确下字节对齐大小都是2的指数倍如1，2，4，8，16，32等。

方法一的用法最为简单，只需要在编译选项设置就行，该方式将作用于整个模块，因此是全局性的，不够灵活。

方法二的用法复杂点，但该方法可以在一个模块中不断的设置字节对齐大小，灵活性很强，针对不同的结构体采用不同的对齐大小，很适合这种方法，但用法较为复杂。

方法三的方法主要是作用于整个结构体上，是加强了字节对齐的限制，如将整个结构体对齐为64字节，不管里面元素总的大小，则结构体大小为大于总大小的最小的64倍数。

结构体大小的确定以及每个元素位置的确定：

对齐大小为 align（方法一和方法二设置的值，在vs2013中默认为8字节）、结构体中元素字节最大为max、结构体对齐align_struct（由方法三进行设置）

       假设内存是一个一个篮子用于存放结构体的每个变量， 而篮子肯定有大小   = min（align， max）大小为对齐大小和元素字节最大的 较小者。

下面就是将元素放入篮子的问题，有个原则是：

"The alignment of a member will be on a boundary that is either a multiple ofn or a multiple of the size of the member, whichever is smaller."

每个元素放置的位置 要么是 对齐大小的整数倍，要么是 该元素大小的整数倍，比较这两个值，哪个小就放在那。

若没有方法三设置，则最后结构体的大小就为篮子 大小的倍数，若有方法三的设置最后在考虑结构体整体的字节对齐。下面举个例子：

typedef struct A
{
	char ca;
	int ib;
	short sc;
	int  id;
	double de;
}A;

若对齐大小align=4， 则 max = 8 = sizeof(double)， 篮子大小为 min(4,8) = 4.

char ca 放在第一个篮子中， 偏移为0

int ib 要放在的位置必须为4的倍数，所以放在第二个篮子中，偏移为4

short sc 要放在的位置为2的倍数， 所以放在第三个篮子中，偏移为8

       int id要放在位置为4的倍数， 第三个篮子没有这样的位置，所以放在第四个篮子中，偏移为12

      double要放在位置为4的倍数，放在第五个篮子和第六个篮子中，偏移为16，

可以看出总共用了6个篮子，总大小sizeof(A) = 24.

若添加方法三在结构体上 如下

typedef struct __declspec( align( 32) ) A
{
	char ca;
	int ib;
	short sc;
	int  id;
	double de;
}A;

修饰结构体的对齐大小为32，则sizeof(A) = 32 ，但每个元素在该结构体中偏移和上面都一样，只是在结构体的末尾添加字节用于对齐。

      现在只是简单介绍了三种方法和结构体大小的确定 ，将在后面具体介绍方法二和方法三的用法。