写在前面：
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一、内存大小问题
有时候，我们在不同的编译环境，或者不同的机子上测试编译，会呈现不同的结果，于是我们会陷入疑问，内存的大小是谁分配的呢？
在系统中，系统对内存的识别是以 Byte（字节）为单位，每个字节由8位二进制数组成，即 8bit（比特，也称“位”）。按照计算机的二进制方式，1Byte=8bit；1KB=1024Byte；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB。
我们都知道 Byte（字节）的大小是固定的，但是，我们目前接触的都是以 Word（字长）、HalfWord（半字），而他的解释是：在电脑领域，对于某种特定的计算机设计而言，字（英语：word）是用于表示其自然的数据单位的术语。在这个特定电脑中，字是其用来一次性处理事务的一个固定长度的位（bit）组。一个字的位数（即字长）是电脑系统结构中的一个重要特性。
二、分配问题
我们之所以有可能出现编译的数据内存大小不一样，是因为在不同的处理器和编译器中它所呈现的结果是不一样的，直白的说就是所对应的 Word（字长）不一样，其实字长并非一个十分严格的概念，要从汇编语言的角度理解，就是指令集里面的运算和内存操作时操作数的长度，具体还是看一下关于计算机底层的东西。
在 32位处理器中 32位指的就是 CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器）的数据宽度，当然 64位 CPU的数据宽度为 64位，所以 32位CPU的数据宽度指的是 32位了。
64位指令集就是运行 64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行 64Bit数据。这样一来 32位处理器一次最多只能处理 32位，也就是 4个字节的数据，而 64位处理器一次就能处理 64位，即 8个字节的数据。
按照上面总的来说：各种类型的存储大小与系统位数有关
而至于为什么又跟编译器有关呢？
假设我们在 64位处理器上运行 32位的编译器来写代码的，这样编译器就只会默认我们的程序是在 32位系统下运行，因为这编译器最多只能处理 32位，多了它处理不来啊 [哭笑]
所以，一般严格来说，在进行编译测试后，想要告诉别人结果，也应该把你当时所测试的操作系统以及编译系统告诉别人，同样的例子也有：就像我们在下载一个程序的时候，你可能会看到程序文件名后面带有 x32 或者 x64等一些标志性文本，这就是要告诉别人它支持的操作环境
三、结构体分配的空间
在进行讨论之前先来看一下程序
/*
* 操作系统：基于 x64的处理器
* 编译环境：Dev-C++ V5.11
*/
#include <stdio.h>
#define SIZE 1
struct s {
char a;
short b;
int c;
double d;
char* e;
char f[SIZE];
// double i;
};
struct s temp;
char *p = NULL;
int main(void)
{
printf("char:%d,short:%d,int:%d,double:%d\n\n",sizeof(char),sizeof(short),sizeof(int),sizeof(double));
printf("sizeof = %d\n",sizeof(char *));
printf("sizeof = %d\n\n",sizeof(temp));
printf("temp addr = %p\n",&temp);
printf("a addr = %p,%2d\n",&temp.a,sizeof(temp.a));
printf("b addr = %p,%2d\n",&temp.b,sizeof(temp.b));
printf("c addr = %p,%2d\n",&temp.c,sizeof(temp.c));
printf("d addr = %p,%2d\n",&temp.d,sizeof(temp.d));
printf("e addr = %p,%2d\n",&temp.e,sizeof(temp.e));
printf("\nf addr = %p\n",&temp.f);
printf("f sizeof = %d\n",sizeof(temp.f));
// printf("\ni addr = %p,%d\n",&temp.i,sizeof(temp.i));
return 0;
}我们定义了一个 struct s 的结构体，里面有不同数据类型的结构体成员 .a /.b /.c /.e /.f（成员 i我们先屏蔽先，这个是关于后面对齐问题测试的）；成员 f为数组，特殊点我们把地址跟大小分开打印；指针我们不知道他的大小，也打印出来；最后我们打印一下输出看下结果：
先看第一行，我们打印出了 char /short /int /double所对应的数据类型大小；
第二行我们是打印了指针的数据大小，大小为 8Byte（因为指针在实质上是一个内存地址，内存地址的长度跟 CPU的寻址有关；在32位系统上， CPU用 32位表示一个内存地址，这样的系统上一个指针占据 4个字节（32/8=4）；在 64位系统上， CPU用 64位表示一个内存地址，这样的系统上一个指针占据 8个字节（64/8=8））
第三行是打印出结构体总的大小为 32
再到后面的，当前的结构体地址对应着第一个结构体成员地址，这个没问题；后面每个结构体成员所对应的数据类型大小也没问题；但是，当我们一加起来 1+2+4+8+8+1 = 24 ？？？跟打印出来的总大小不一样啊，这就关系到数据对齐了
四、内存大小对齐原则
- 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除。
- 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节(internal adding)。即结构体成员的末地址减去结构体首地址(第一个结构体成员的首地址)得到的偏移量都要是对应成员大小的整数倍。
- 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员末尾加上填充字节。
看了以上的原则后，我们来继续分析一下上面的数据类型大小问题
实际上：结构体 s = a(1byte)+空闲(1byte)+b(2byte)+c(4byte)+d(8byte)+e(8byte)+f(1byte)+空闲(7byte)=32(byte)。
解释一下：上面输出的结构体变量的首地址为 0x0407A20，对于第一个成员 a的地址就是结构体的首地址，占用 1个字节（符合第一个的原则）；因为成员 a只用了 1个字节，而成员 b地址要 2的倍数，中间隔着一个字节，那么就需要把这个一个字节填充进去，为后面的成员 b的地址制造出 2的倍数的地址数）；成员 b自己的大小为 2byte，他所对的地址必须是 2的倍数，那么在填充完那一个字节后，他的地址排下去就是 0x0407A22，对应上了 2的倍数（即上面的第二点原则）；成员 c大小为 4，同样的他所对的地址就得要 4的倍数，算一下前面一共占用的地址数：a(1byte)+空闲(1byte)+b(2byte) = 4(byte)，当前的地址就已经是 4的倍数了，所以不需要填充；后面两个成员也一样；然后再到最后一个成员 f的分析，因为这是最后一个成员了，这样就已经知道在整个结构体 s中他的最宽基本类型成员大小是多小了，没错，是 8byte（double类型或者指针的内存地址大小）；那么按照第三点的原则，我们先能加起来的先加起来，先不考虑最后一项成员需要填充多少个字节： a(1byte)+空闲(1byte)+b(2byte)+c(4byte)+d(8byte)+e(8byte)+f(1byte) = 25(byte)；25byte明显不是最宽基本类型成员大小 8byte的倍数了，那么距离 25最近的 8的倍数有两个 24和 32，若是选 24，内存明显不够放，所以只能取大进行填充 7byte，以便总大小成为 32byte
因此简单总结一下（在 x64位机，64位编译器中）：
| 类型 | 对齐方式（变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量） |
| Char | 偏移量必须为 sizeof(char)即 1的倍数 |
| Short | 偏移量必须为 sizeof(short)即 2的倍数 |
| int | 偏移量必须为 sizeof(int)即 4的倍数 |
| float | 偏移量必须为 sizeof(float)即 4的倍数 |
| double | 偏移量必须为 sizeof(double)即 8的倍数 |
各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间，同时按照上面的对齐方式调整位置，空缺的字节会自动填充。同时为了确保结构的大小为结构的字节边界数（即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数）的倍数，所以在为最后一个成员变量申请空间后，还会根据需要自动填充空缺的字节。
五、其他
案例一（结构体中的成员数组不指定大小，只限于成员数组在结构体尾部）：
/*
* 操作系统：基于 x64的处理器
* 编译环境：Dev-C++ V5.11
*/
#include <stdio.h>
#define SIZE 1
struct s {
char a;
short b;
int c;
double d;
char* e;
char f[];
// double i;
};
struct s temp;
char *p = NULL;
int main(void)
{
printf("char:%d,short:%d,int:%d,double:%d\n\n",sizeof(char),sizeof(short),sizeof(int),sizeof(double));
printf("sizeof = %d\n",sizeof(char *));
printf("sizeof = %d\n\n",sizeof(temp));
printf("temp addr = %p\n",&temp);
printf("a addr = %p,%2d\n",&temp.a,sizeof(temp.a));
printf("b addr = %p,%2d\n",&temp.b,sizeof(temp.b));
printf("c addr = %p,%2d\n",&temp.c,sizeof(temp.c));
printf("d addr = %p,%2d\n",&temp.d,sizeof(temp.d));
printf("e addr = %p,%2d\n",&temp.e,sizeof(temp.e));
printf("\nf addr = %p\n",&temp.f);
// printf("f sizeof = %d\n",sizeof(temp.f));
// printf("\ni addr = %p,%d\n",&temp.i,sizeof(temp.i));
return 0;
}
运行结果：
可以发现在程序中，由于没有为结构体成员数组 f指定大小，将不为其分配空间
案例二（在案例一下，再追加一个结构体成员 i(double类型)）：
#include <stdio.h>
#define SIZE 1
struct s {
char a;
short b;
int c;
double d;
char* e;
char f[];
double i;
};
struct s temp;
char *p = NULL;
int main(void)
{
printf("char:%d,short:%d,int:%d,double:%d\n\n",sizeof(char),sizeof(short),sizeof(int),sizeof(double));
printf("sizeof = %d\n",sizeof(char *));
printf("sizeof = %d\n\n",sizeof(temp));
printf("temp addr = %p\n",&temp);
printf("a addr = %p,%2d\n",&temp.a,sizeof(temp.a));
printf("b addr = %p,%2d\n",&temp.b,sizeof(temp.b));
printf("c addr = %p,%2d\n",&temp.c,sizeof(temp.c));
printf("d addr = %p,%2d\n",&temp.d,sizeof(temp.d));
printf("e addr = %p,%2d\n",&temp.e,sizeof(temp.e));
printf("\nf addr = %p\n",&temp.f);
// printf("f sizeof = %d\n",sizeof(temp.f));
printf("\ni addr = %p,%d\n",&temp.i,sizeof(temp.i));
return 0;
}这下编译直接报错： [Error] flexible array member not at end of struct，因为成员数组 f并不知道他的大小
