【C语言】一文搞定如何计算结构体的大小----结构体内存对齐规则

要搞定如何正确地计算一个结构体的大小，我们就要深刻理解结构体内存对齐规则；

结构体内存对齐规则：

1.结构体的第一个成员永远在结构体起始位置偏移量为0的位置；

2.结构体成员从第二个成员开始，总是放在偏移量为一个对齐数的整数倍处；

对齐数= 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 Linux----没有默认对齐数； VS---默认对齐数是8；3.结构体的总大小必须是各个成员的对齐数中最大那个对齐数的整数倍；4.如果嵌套了结构体的情况：嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套的结构体的对齐数）的整数倍；

下面我们用练习列题来加深对结构体内存对齐规则的理解：

讲解： c1从起始位置偏移量为0的地方开始，占一个字节；

i 的大小是4，VS默认对齐数是8，取其小数4为对齐数，要放在偏移量为4的整数倍处，所以从偏移量为4开始放4个字节，

c2的大小是1，对齐数为1，放在对齐数的整数倍，所以放在接下来位置即可，占用1个字节

此时总大小是9；

又因为：

最大的对齐数是4，其往下找的最小整数倍数字是12；

所以这个结构体的总大小是12；（浪费3个字节空间）

列题2 ：

嵌套情况讲解：

c1从起始位置开始，占一个字节；

s3是嵌套的结构体，同上述列题算出大小是16，其中最大对齐数是8，所以从偏移量为8开始用内存，占用16个字节；

d的大小是8，对齐数是8，放在偏移量为一个对齐数（8）的整数倍处，最近的就是24，所以从偏移量是24的位置放8个字节，最后放到偏移量为31的位置，所以总大小是32；

（每个（包含嵌套结构体成员）的对齐数中的最大对齐数就是8，32也是8的倍数，所以此结构体总大小是32）；

接下来我们再来探讨：为什么存在内存对齐？

大部分的参考资料都是如是说的：

1.平台原因(移植原因)：

不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。

2.性能原因：

数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。

原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

总的来说 ：结构体的内存对齐是拿 空间 来换取 时间 的做法。那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到： 答案： 让占用空间小的成员尽量集中在一起 此时我们设计时候就应该这样设计 ：S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

总结：

要学会计算结构体的大小，就要深刻理解结构体内存对齐规则，然后结合列题，（上面我讲解了两道不同情况的经典列题），解一通百，方可真正掌握结构体大小计算方法；

最重要的还是结合理论多练习 ~