在我们学习结构体时，可能会碰到几个难以理解的问题，一个是内存对齐，一个是位段。所以我想分享一下我对这两个问题的理解，来帮助大家更好的学习这两个知识点。

内存对齐

int main()
{
	struct
	{
		char i;
		char k; 
		int j;
	}s1;

	struct
	{
		char i;
		int j;
		char k;
	}s2;
	printf("%d\n", sizeof(s1));
	printf("%d\n", sizeof(s2));
	return 0;
}

上面的两个结构体，看上去是完全一样的，只有声明变量时的顺序不一样，那么它们的大小一样吗？
在这里插入图片描述
运行后我们发现，它们两个的大小竟然不同，而且如果我们将它们每一个的大小相加起来，得到的也应该是6，不是上面的两个值，那么这是因为什么呢?
这时，就牵扯到了一个叫做内存对齐的东西。

第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。

对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值

. vs的默认值为8，linux默认值为4

结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到在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（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍

光看文字的话很难看懂，所以下面我会画几幅图来描述一下内存对齐是如何运作的。

	struct
	{
		char i;
		char k; 
		int j;
	}s1;
`

在这里插入图片描述
因为第一个i与第二个j是相同类型，所以不存在偏移，k所占据的字节数比j大，所以偏移量为默认对齐数和K的大小的最小值，所以需要偏移到四个字节，所以总共占了八个字节的大小

	struct
	{
		char i;
		int j;
		char k;
	}s2;

在这里插入图片描述

看完上面的几个图解，我们了解到如果要合理运用空间，就应该把占用空间较小的成员尽量集中到一起。

那么，问题来了，为什么要有内存对齐呢？

在我们能百度到的大部分资料上，都是这样说的:

平台原因：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。
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仅需要一次。

看文字的话，如果你还不懂，那我再来画一幅图
在这里插入图片描述
对于没对齐过的，我们如果想读取这个k,因为我们每次读取四个字节，所以第一次读取的时候只读取到了k的前三个字节，第二次才能读取到k的第四个字节，然后将其进行重组，才能得到这个k。如果是对齐过的，我们就可以一次性读取，虽然使用的空间变多了，但是速度也快了很多。

所以内存对齐的意义就是用空间来换取时间，而空间的价格较为低廉，所以内存对齐的性价比是十分高的。

对齐数的修改

当然，系统默认的对齐数是不能适用于所有情况下的，所以我们可以修改对齐数来适用于我们所处的情景。

我们可以适用一个预处理指令来修改默认的对齐数 # pragma pack(x)，这个x就填入我们想修改的数值

在这里插入图片描述
如果我们想要只在一段使用这个对齐数，而在下一段恢复的话，可以这样使用

在这里插入图片描述

位段

讲完了内存对齐，下一个就来讲讲这个位段。

什么是位段

位段的声明和结构体是类似的，仅仅存在两个地方的不同：

位段的成员必须是int , unsigned int ,signed int, char
位段的成员名后边有一个冒号和一个数字

例如：

	struct
	{
		int a : 1;
		int b : 3;
		int c : 5;
		int d : 31;
	}s3;

那么，它的大小是多少呢？在这里插入图片描述
为什么会是8呢？
因为一个整形是4个字节，而4个字节有32个比特位，前三个我们分别给的是1，3，5，加起来总共是9，没有达到32个比特位，而第四个占了31个，前三个已经无法在存放这个31，所以这个31单独存放在下一段空间中。总共占了两个整形的空间，所以是2* 4，八个字节。