結構體內在對齊

本文爲本人另一個賬號上的文章，那個賬號不要了，乾坤大挪移過來。

最近遇到結構體內存對齊的問題，發現自己一知半解，於是在網上搜集了些資料，總結如下。

一、規則

每個特定平臺上的編譯器都有自己的默認“對齊係數”(也叫對齊模數)。程序員可以通過預編譯命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16來改變這一系數，其中的n就是你要指定的“對齊係數”，VC++默認 n = 8。對齊分兩步，第一步：數據成員對齊；第二步：結構體對齊。

• 數據成員對齊：每個結構體成員所分配的存儲位置與起始點的偏移量必須能夠整除min(對齊係數,成員字節數)。
• 結構(或聯合)的整體對齊：整個結構體所佔存儲空間要能整除min(max(成員字節數)，對齊係數)。

綜合上面兩點規則推斷：當所有數據成員長度 都 小於 #pragma pack的n值時，這個n值的大小將不產生任何效果。

二、實例說明

爲節省時間，只舉例說明“對齊係數”爲 2 和 8 時的情形。

（一）對齊係數爲2

1、成員數據對齊。

#pragma pack(2)  
struct test_t   
{  
    int a;   /* 長度4 > 2 按2對齊；起始offset=0 0%2=0；存放位置區間[0,3] */  
    char b;  /* 長度1 < 2 按1對齊；起始offset=4 4%1=0；存放位置區間[4] */  
    short c; /* 長度2 = 2 按2對齊；起始offset=6 6%2=0；存放位置區間[6,7] ，前面空了一個字節*/  
    char d;  /* 長度1 < 2 按1對齊；起始offset=8 8%1=0；存放位置區間[8] */  
};  
#pragma pack()

成員總大小= 9

2、整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 2) = 2

整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 10 /* 10%2=0 */

爲了更好地說明問題，下面調換一下c和d的位置，再看一下對齊情況。

1、成員數據對齊。

#pragma pack(2)
struct test_t 
{
	int a;  /* 長度4 > 2 按2對齊；起始offset=0 0%2=0；存放位置區間[0,3] */
	char b;  /* 長度1 < 2 按1對齊；起始offset=4 4%1=0；存放位置區間[4] */
	char d;  /* 長度1 < 2 按1對齊；起始offset=8 8%1=0；存放位置區間[5] */
	short c; /* 長度2 = 2 按2對齊；起始offset=6 6%2=0；存放位置區間[6,7] */
};
#pragma pack()

成員總大小 = 8

2、整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 2) = 2
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 8 /* 8%2=0 */

（二）對齊係數爲8

1、成員數據對齊。

#pragma pack(8)  
struct test_t   
{  
    int a;   /* 長度4 < 8 按4對齊；起始offset=0 0%4=0；存放位置區間[0,3] */  
    char b;  /* 長度1 < 8 按1對齊；起始offset=4 4%1=0；存放位置區間[4] */  
    short c; /* 長度2 < 8 按2對齊；起始offset=6 6%2=0；存放位置區間[6,7] ，前面空一個字節*/  
    char d;  /* 長度1 < 8 按1對齊；起始offset=8 8%1=0；存放位置區間[8] */  
};  
#pragma pack()

成員總大小 = 9

2、整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char),8) = 4
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 12/* 12%4=0 */