结构体对齐规则及原因

让我们看看下面两个代码：

struct S1
{
	char c1;//1
	int i;//4
	char c2;//1
};

struct S2
{
	char c1;//1
	char c2;//1
	int i;//4

};
int main()
{
	struct S1 s1 = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(s1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	system("pause");
	return 0;
}

得出的结果会不会是一样的呢？
让我们看下结果：

答案是否定的。

造成这样的原因是：结构体对齐

结构体对齐的规则：

• 1.第一个成员在与结构体偏移量为0的地质处
• 2.其他成员变量要对其到某个数字（对其数）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下为8， linux下为4）
• 3.结构体总大小为最大对齐数（每个成员都有一个对齐数）的整数倍
• 4.如果出现嵌套情况，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（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

对齐规则如下图：共占12个字节

关于3 和 4规则 的运用：

struct S3
{
	double d;//0- 7
	char c;//8
	//8-11被占用
	int i;//12-15
};//16

struct S4
{
	char c1;//0
	//占用0-7
	struct S3 s3;
	//占用8 - 23
	double d;//23 - 31

};//总计32
	printf("%d\n", sizeof(struct S3));
	printf("%d\n", sizeof(struct S4));
	printf("%d\n", offsetof(struct S4, c1));
	printf("%d\n", offsetof(struct S4, s3));
	printf("%d\n", offsetof(struct S4, d));

结果

为什么存在对其？

1.平台原理（移植问题）：不是所有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，否则抛出异常
2.性能问题：数据结构应该尽可能的在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对对齐的内存，处理器需要两次内存访问，而对齐的只需要一次