C语言结构体的字节对齐及指定对齐方式
C语言结构体字节对齐简单计算方法
C语⾔结构体字节对齐简单计算⽅法
1.在C语⾔⾥⾯每⼀种数据类型都有字节对齐⽐如在32位操作系统下：整型的⾃⾝对齐数就是 4 字节，字符型就是 1 字节，double就是 8 字节。
但是结构体的计算⽅式就和普通的数据类型不⼀样。
在C语⾔⾥⾯字节对齐的⽅式主要根据“有效对齐数”来确定，那么有效对齐数是怎杨确定的呢？
在结构体⾥⾯：：： 有效字节对齐数 = （⾃⾝对齐数 < 最⼤字节）？（⾃⾝对齐数）：（最⼤字节）；
⾃⾝对齐数 = 4字节（32位操作系统）;(8 字节为32位操作系统)。
最⼤字节数 = 结构体⾥⾯最⼤的⼀个数据类型所占的字节数。
列：struct test{
char a;
int a;
short c;
}d;
sizeof(d) == ? ; //在32位操作系统下为12字节，64位操作系统下也为12字节。
（每⼀次都开4个字节）
struct test2{
char a;
double b;
short c;
}d;
sizeof(d) == ? ;// 在32位操作系统下为16字节（每⼀次开4个字节），在64位操作系统下为24字节（每⼀次开8个字节）。
c语言结构体对齐规则
c语言结构体对齐规则
C语言结构体对齐规则是指在定义结构体时，编译器会按照一定的规则对结构体中的成员进行对齐，以保证结构体在内存中的存储方式是合理的。
这个规则是由编译器实现的，不同的编译器可能会有不同的实现方式。
结构体对齐的目的是为了提高内存访问的效率。
在计算机中，内存是以字节为单位进行存储的，而不是以位为单位。
因此，如果结构体中的成员没有按照一定的规则进行对齐，那么在访问结构体中的成员时，就需要进行多次内存访问，这会降低程序的执行效率。
C语言结构体对齐规则的实现方式是通过在结构体中插入一些空白字节来实现的。
具体来说，编译器会按照结构体中最大成员的大小进行对齐，也就是说，结构体中的每个成员都必须按照最大成员的大小进行对齐。
例如，如果结构体中最大的成员是一个int类型的变量，那么结构体中的每个成员都必须按照4字节进行对齐。
在进行结构体对齐时，编译器还会考虑结构体中成员的顺序。
具体来说，编译器会将结构体中相邻的成员进行合并，以减少空白字节的数量。
例如，如果结构体中有两个char类型的成员，那么编译器会将它们合并为一个2字节的成员，而不是分别对齐。
除了按照最大成员的大小进行对齐外，编译器还会考虑一些其他的因素，例如编译器的优化级别、目标平台的字节序等。
因此，在编
写程序时，我们应该尽量避免依赖结构体对齐的具体实现方式，以免出现不可预测的问题。
C语言结构体对齐规则是编译器为了提高程序执行效率而实现的一种机制。
在定义结构体时，我们应该遵循一定的规则，以保证结构体在内存中的存储方式是合理的。
同时，我们也应该尽量避免依赖结构体对齐的具体实现方式，以免出现不可预测的问题。
C语言中的数据对齐
C语⾔中的数据对齐数据对齐的⽬的,是⽤空间换时间,提⾼效率.对齐本⾝并不难理解,但是有这么⼀个古怪的命令#pragma pack()存在,它可以⼈为指定按⼏个字节来对齐.有了这个命令,就让情况变得更加复杂了.⽹上有很多#pragma pack()命令的使⽤⽅法总结,但我不认为这个命令是必要的,应该尽量避免使⽤.如果你的代码⾥使⽤了#pragma pack(),会导致sizeof()取得预料外的值,导致程序出错.这个错误并不容易发现.#pragma pack()能让你的内存存储变紧凑,但会让sizeof()变得诡异,值得么?不值.(也许写程序传输协议时需要#pragma pack()来防⽌结构体中出现空洞?很牵强,我不认为这是必须的.)⼲脆,抛开#pragma pack()命令,简简单单来理解数据对齐吧.对齐表明了数据在内存中的存放⽅式,内存的最⼩单位是1字节,对齐长度为1说明数据可以存储在任何内存地址.对齐长度为2说明只能存放在能被2整除的内存地址.对齐长度是4只能存放在能被4整除的内存地址.对齐长度只能是2的幂,也就是1,2,4,8,16...数据对齐只会影响到结构体(或联合),归纳起来有如下两个规则:1.结构体外的数据类型,它们按照⾃⾝⼤⼩来对齐.⽐如char型对齐长度是1,int型对齐长度是4,double型对齐长度是8.(32位系统下⼀般是这样).2.结构体本⾝也有⼀个对齐长度,这个值是内部成员中⾃⾝对齐长度最⼤的那个值.结构体需按⾃⾝对齐长度对齐,换句话说,结构体⼤⼩必须是本⾝对齐长度的整数倍.根据上⾯两条,你就会算结构体的⼤⼩了.例1:struct A{char a;long b;char c;double d;};分析:sizeof(struct A)=24.a占⼀个字节,b对齐长度是4,所以a后⾯补三个字节的洞后再存b.紧跟着是c占⼀个字节,d的对齐长度是8,所以c后⾯补7个字节的洞后再存d.共24字节.struct A本⾝的对齐长度是8.例2:struct B{char a;char b;long c;double d;};分析:sizeof(struct B)=16.a占⼀个字节,b也占⼀个字节.c对齐长度是4,所以b后补两个字节洞后存c.d对齐长度是8,前⾯abc加起来恰好8字节,所以d可以紧跟c存放.共16字节.struct B本⾝的对齐长度是8.例3:struct C{ char a[123]; int b; float c; double d;};分析:sizeof(struct C)=144.a占123个字节,后补⼀个字节洞后存4字节的b,此时地址仍然能被4整除,所以紧跟着存4字节的c,⽬前总长度132,补4字节洞后存⼊8字节的d.总⼤⼩144字节.等等!有疑问!char a[123]的对齐长度是1还是123?是1.数组并⾮⼀种数据类型,这个数组的数据类型是char,char的对齐长度是1.所以,struct C的⾃⾝对齐长度是8,144是8的整数倍,没问题.例4:struct D{ struct x { char a; int b; float c; }X; int d; char e;};分析:sizeof(struct D)=20.先看struct x.a⼀个字节,补三个字节洞后跟4字节的b,之后是4字节的c.X的长度是12字节.struct x的⾃⾝对齐长度是4.再看struct D,X12字节,后跟4字节的d,之后是1个字节的e.struct D的⾃⾝对其长度是4(不是12,想⼀想吧).所以e后⾯要补三个字节洞.总长度是12+4+4=20.例5:struct E{ union y { char a; double b; int c; }Y; int d; double e;};分析:sizeof(struct E)=24.Y是⼀个联合,联合的特点是它会占⽤跟最⼤的内部成员相同的空间,double最⼤,所以union y的对齐长度是8.之后是4字节的d.8+4=12为了对齐后⾯是8字节的e,d后⾯要补4字节的洞.所以总长度是8+8+8=24.数据对齐基本就讲完了,描述不是特别清楚,还请见谅.在⽹上,看到有⼈提出了如下的疑问,请试试看能否替他解答⼀下呢?Struct A{char a,b;char arr[5];}//这个sizeof(A)=7.。
c语言结构体中的数组字节对齐
C语言结构体中的数组字节对齐在C语言中，结构体是一种用户自定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起。
结构体中常常包含多个成员变量，其中可能有数组类型的成员变量。
在结构体中使用数组时，需要了解数组字节对齐的概念和规则，以确保内存的最佳利用和访问的效率。
什么是字节对齐字节对齐是指在将数据存储在计算机内存中时，按照特定规则进行调整，以确保数据的存储和访问的效率。
字节对齐的规则可以对齐数据的起始地址或者数据的长度。
计算机中的数据存储是按照字节(Byte)来划分的，一个字节通常由8个二进制位组成。
字节对齐的主要目的是为了节省内存和提高访问效率。
在C语言中，结构体中的成员变量通常按照字节对齐的规则来排列。
C语言结构体中的数组字节对齐规则在C语言中，结构体中的数组字节对齐规则通常遵循以下原则：1.结构体的起始地址必须是所有成员变量所要求对齐方式的最小公倍数。
2.结构体中的每个成员变量的地址必须是它本身的大小的整数倍。
3.结构体的总大小必须是其最大成员变量大小的整数倍。
根据字节对齐规则，如果结构体中的成员变量的累计大小不是字节对齐的倍数，编译器会在成员变量之间添加填充字节，以满足对齐要求。
这些填充字节在结构体的占用空间中不可访问。
填充字节的目的是将后续成员变量的地址对齐，以提高内存访问效率。
数组字节对齐的示例为了更好地理解数组字节对齐的规则，我们来看一个示例。
#include <stdio.h>struct MyStruct {char c;int i;char arr[3];};int main() {struct MyStruct s;printf("sizeof(MyStruct) = %lu\n", sizeof(struct MyStruct));printf("sizeof(s.c) = %lu\n", sizeof(s.c));printf("sizeof(s.i) = %lu\n", sizeof(s.i));printf("sizeof(s.arr) = %lu\n", sizeof(s.arr));return 0;}输出结果：sizeof(MyStruct) = 12sizeof(s.c) = 1sizeof(s.i) = 4sizeof(s.arr) = 3在这个示例中，我们定义了一个包含一个字符类型变量、一个整型变量和一个长度为3的字符数组的结构体MyStruct。
C语言字节对齐
C语言字节对齐字节对齐的由来程序在运行时会将数据临时存放在内存中，芯片内核需要对这些数据进行计算，不断的读取内存以获得数据，并将计算结果写入内存。
计算机体系经过若干年的发展，最终确定了以8bits作为其基本的存储单元——byte（字节），这是每个地址所对应的最小访问单元，在C语言中对应一个char型的变量。
下图为芯片内核访问内存的示意图。
芯片内核通过控制总线控制内存的动作，通过地址总线告知内存地址，数据总线上出现交互的数据。
图1访问内存示意图假设上图是8位机的示意图，那么数据总线的宽度是8bits，由8根数据线组成，这样芯片内核与内存之间一次就可以同时交换8个bits的数据，正好是一个字节。
图中右侧的每个小格子代表一个存储地址，对应一个字节。
下面通过一段C语言代码来具体看看芯片内核与内存之间的数据交互过程。
char data[2];data[0]=2;data[1]=data[0]+1;第一行代码定义了2个字节的数组data。
假设data数组被编译到地址0x100，那么data[0]这个字节就被存储在地址为0x100的内存空间，data[1]这个字节就被存储在地址为0x101的内存空间。
第二行对应的硬件动作是将数据2存入到data[0]中，也就是将数据2存入到内存中的0x100地址，执行这条语句时，芯片内核对控制总线、地址总线和数据总线进行操作，控制总线上出现写信号，地址总线上出现数据0x100，数据总线上出现数据0x02。
此时内存就知道需要将数据2写入到地址0x100中，完成一次写操作。
第三行先读出data[0]中的数据，芯片内核将控制总线置为读信号，将地址总线置为0x100，此时，内存就会从其内部取出0x100地址中的数据，也就是数据2，2将出现在数据总线上，此时芯片内核就会通过数据总线读取到data[0]中的数据了。
接下来芯片内核计算2+1=3，需要将数字3写入到data[1]中，芯片内核将控制总线置为写信号，将地址总线置为0x101，将数据总线置为3，内存接收到这些信号后，就会将数据3存入到其内部0x101地址中，完成本次操作。
c语言结构体对齐方式
c语言结构体对齐方式
在C语言中，结构体的对齐方式可以通过指定特定的编译器选项或者在结构体定义中使用特定的关键字来控制。
首先，大部分现代编译器都支持指定结构体对齐的编译器选项。
例如，在GCC编译器中，可以使用-fpack-struct选项来指定结构体的对齐方式。
该选项可以接受一个整数值，表示结构体对齐的字节数。
例如，-fpack-struct=4将使结构体按照4字节对齐。
另外，在结构体定义中，可以使用#pragma pack指令来指定结构体的对齐方式。
例如：
c复制代码:
#pragma pack(push, 1)
struct MyStruct {
int a;
char b;
short c;
};
#pragma pack(pop)
在上面的代码中，#pragma pack(push, 1)将把当前结构体的对齐方式设置为1字节对齐，然后定义结构体，最后使用
#pragma pack(pop)恢复原来的对齐方式。
需要注意的是，结构体的对齐方式会影响到结构体的大小和内存布局。
因此，在选择结构体的对齐方式时，需要根据实际情况进行权衡和选择。
C语言的字节对齐及#pragmapack的使用
C语⾔的字节对齐及#pragmapack的使⽤C编译器的缺省字节对齐⽅式（⾃然对界）在缺省情况下，C编译器为每⼀个变量或是数据单元按其⾃然对界条件分配空间。
在结构中，编译器为结构的每个成员按其⾃然对界（alignment）条件分配空间。
各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储（成员之间可能有插⼊的空字节），第⼀个成员的地址和整个结构的地址相同。
C编译器缺省的结构成员⾃然对界条件为“N字节对齐”，N即该成员数据类型的长度。
如int型成员的⾃然对界条件为4字节对齐，⽽double类型的结构成员的⾃然对界条件为8字节对齐。
若该成员的起始偏移不位于该成员的“默认⾃然对界条件”上，则在前⼀个节⾯后⾯添加适当个数的空字节。
C编译器缺省的结构整体的⾃然对界条件为：该结构所有成员中要求的最⼤⾃然对界条件。
若结构体各成员长度之和不为“结构整体⾃然对界条件的整数倍，则在最后⼀个成员后填充空字节。
例⼦1（分析结构各成员的默认字节对界条界条件和结构整体的默认字节对界条件）:struct Test{char x1; // 成员x1为char型(其起始地址必须1字节对界)，其偏移地址为0char x2; // 成员x2为char型(其起始地址必须1字节对界，其偏移地址为1float x3; // 成员x3为float型(其起始地址必须4字节对界)，编译器在x2和x3之间填充了两个空字节，其偏移地址为4char x4; // 成员x4为char型(其起始地址必须1字节对界)，其偏移地址为8};因为Test结构体中，最⼤的成员为flaot x3，因些此结构体的⾃然对界条件为4字节对齐。
则结构体长度就为12字节，内存布局为1100 1111 1000。
例⼦2：#include <stdio.h>//#pragma pack(2)typedef struct{int aa1; //4个字节对齐 1111char bb1;//1个字节对齐 1short cc1;//2个字节对齐 011char dd1; //1个字节对齐 1} testlength1;int length1 = sizeof(testlength1); //4个字节对齐，占⽤字节1111 1011 1000,length = 12typedef struct{char bb2;//1个字节对齐 1int aa2; //4个字节对齐 01111short cc2;//2个字节对齐 11char dd2; //1个字节对齐 1} testlength2;int length2 = sizeof(testlength2); //4个字节对齐，占⽤字节1011 1111 1000,length = 12typedef struct{char bb3; //1个字节对齐 1char dd3; //1个字节对齐 1int aa3; //4个字节对齐 001111short cc23//2个字节对齐 11} testlength3;int length3 = sizeof(testlength3); //4个字节对齐，占⽤字节1100 1111 1100,length = 12typedef struct{char bb4; //1个字节对齐 1char dd4; //1个字节对齐 1short cc4;//2个字节对齐 11int aa4; //4个字节对齐 1111} testlength4;int length4 = sizeof(testlength4); //4个字节对齐，占⽤字节1111 1111,length = 8int main(void){printf("length1 = %d.\n",length1);printf("length2 = %d.\n",length2);printf("length3 = %d.\n",length3);printf("length4 = %d.\n",length4);return0;}改变缺省的对界条件(指定对界)· 使⽤伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。
内嵌结构体的对齐方式
内嵌结构体的对齐方式
内嵌结构体的对齐方式是根据包含它的结构体的对齐方式来确定的。
在C语言中，默认的对齐方式是按照结构体中的成员顺序逐个对齐，每个成员的对齐方式由其类型决定。
常见的对齐方式有：
- 对于字符类型（char），按照字节对齐，即对齐值为1。
- 对于短整型（short），根据系统架构不同，可能按照2字节对齐或4字节对齐。
- 对于整型（int）和浮点型（float），通常按照4字节对齐。
- 对于长整型（long）和双精度浮点型（double），通常按照8字节对齐。
当结构体中出现内嵌结构体时，内嵌结构体的对齐方式受到外层结构体的对齐方式的影响。
即内嵌结构体的起始地址必须是外层结构体对齐值的整数倍。
例如，考虑以下代码示例：
```c
struct InnerStruct {
char c;
int i;
};
struct OuterStruct {
char a;
struct InnerStruct inner;
int b;
};
```
在这个例子中，OuterStruct中包含了InnerStruct。
根据编译器
的对齐规则，如果char是1字节对齐，int是4字节对齐，那
么OuterStruct的对齐值将是4。
因此，编译器将使得InnerStruct的起始地址必须是4的整数倍。
实际上，每个编译器可能会有不同的对齐规则和默认对齐方式，可以通过编译器提供的特定选项来调整对齐方式。
对于特定的对齐需求，还可以使用预编译指令来设置结构体的对齐方式。
c语言结构体对齐规则
c语言结构体对齐规则C语言结构体对齐规则结构体是C语言中一种自定义的数据类型，可以用来存储不同类型的数据，使得数据的组织更加灵活。
在使用结构体时，为了提高内存的利用率和访问效率，C语言引入了结构体对齐规则。
结构体对齐是指在结构体中各个成员之间的内存间隔，也称为对齐间隔。
结构体对齐的目的是为了使得结构体的成员在内存中按照一定的规则对齐，以提高访问效率。
在C语言中，结构体的对齐规则是由编译器决定的。
一般来说，结构体对齐规则主要涉及两个方面：成员对齐和结构体整体对齐。
1. 成员对齐在结构体中，每个成员都有自己的对齐要求。
对于基本数据类型，如整型、字符型等，其对齐要求一般与其本身的大小相关，例如int 类型通常要求4字节对齐，而char类型则无对齐要求。
对于数组成员，其对齐要求与数组元素的对齐要求相同。
对于结构体中的成员，编译器会按照成员的类型和对齐要求进行内存对齐。
对于需要对齐的成员，编译器会在其前面填充适当的空白字节，以满足对齐要求。
填充的字节数量由编译器自行决定，在不同的编译器和平台上可能有所差异。
2. 结构体整体对齐结构体整体对齐是指结构体变量在内存中的起始地址需要满足的对齐要求。
结构体整体对齐要求一般是结构体中成员对齐要求的最大公约数。
例如，如果结构体中有一个成员要求4字节对齐，而另一个成员要求8字节对齐，则结构体整体对齐要求为8字节。
结构体整体对齐要求的目的是为了提高访问效率。
如果结构体的整体对齐要求为8字节，那么在访问该结构体变量时，编译器会保证该变量的起始地址是8的倍数，以提高访问速度。
在实际编程中，为了满足结构体对齐规则，可以使用#pragma pack指令来控制对齐方式。
该指令可以指定结构体的对齐方式，常用的取值有1、2、4、8等。
例如，使用#pragma pack(4)指令可以将结构体的对齐方式设置为4字节对齐。
需要注意的是，结构体对齐规则是与编译器和平台相关的，不同的编译器和平台可能有不同的对齐规则。
讲解C语言编程中的结构体对齐
讲解C语言编程中的结构体对齐讲解C语言编程中的结构体对齐Q：关于结构体的对齐，到底遵循什么原则？A：首先先不讨论结构体按多少字节对齐，先看看只以1字节对齐的情况：#include#include#define PRINT_D(intValue) printf(#intValue" is %dn", (intValue));#define OFFSET(struct,member) ((char *)&((struct *)0)->member - (char *)0)#pragma pack(1)typedef struct{ char sex; short score; int age;}student;int main(){ PRINT_D(sizeof(student)) PRINT_D(OFFSET(student,sex)) PRINT_D(OFFSET(student,score)) PRINT_D(OFFSET(student,age)) return 0;}输出：sizeof(student) is 7OFFSET(student,sex) is 0OFFSET(student,score) is 1OFFSET(student,age) is 3可以看到，如果按1字节对齐，那么结构体内部的成员紧密排列，sizeof(char) == 1, sizeof(short) == 2, sizeof(int) == 4.修改上面的代码，去掉#pragma pack语句，代码如下：#include#include#define PRINT_D(intValue) printf(#intValue" is %dn", (intValue));#define OFFSET(struct,member) ((char *)&((struct *)0)->member - (char *)0)typedef struct{ char sex; short score; int age;}student;int main(){ PRINT_D(sizeof(student)) PRINT_D(OFFSET(student,sex)) PRINT_D(OFFSET(student,score)) PRINT_D(OFFSET(student,age)) return 0;}运行结果：sizeof(student) is 8OFFSET(student,sex) is 0OFFSET(student,score) is 2OFFSET(student,age) is 4此时，各个成员之间就不像之前那样紧密排列了，而是有一些缝隙。
结构体字节对齐的方法
结构体字节对齐的方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：结构体字节对齐是编程中一个非常重要的概念，尤其在涉及到内存对齐的底层编程中更是不可或缺。
在结构体的定义中，每个元素都需要在内存中占用一定的空间，而结构体整体的大小受到字节对齐规则的限制。
本文将介绍结构体字节对齐的方法及其原理，希望能帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
一、什么是字节对齐字节对齐是指在结构体中每个元素按照特定的规则分配内存空间，以便提高内存读取的效率。
在计算机系统中，一般要求数据在内存中的存储地址是某个特定值的倍数，这个特定值就是对齐系数。
常用的对齐系数有1、2、4、8等，根据不同的系统和编译器，对齐系数可能会有所不同。
二、结构体字节对齐的原理在C语言中，结构体的内存对齐是通过编译器来进行处理的。
当定义一个结构体时，编译器会按照一定的规则对结构体中的元素进行字节对齐，以便提高读取效率。
具体的对齐规则如下：1. 结构体中每个元素的偏移量必须是它自身类型大小的整数倍。
2. 结构体的大小必须是最大元素类型大小的整数倍。
3. 结构体的对齐系数为结构体中所有元素类型大小的最大值。
通过这些规则，编译器可以在编译时确定结构体的大小，并根据对齐系数进行内存对齐，从而提高内存访问的效率。
1. 使用#pragma pack指令在C语言中，可以使用#pragma pack指令来改变编译器默认的对齐系数。
通过指定pack(n)来设置n值，表示结构体的对齐系数为n。
这样可以在需要的时候自定义结构体的对齐系数，提高程序的效率。
```c#pragma pack(1)struct Student {char name[10];int age;float score;};```上面的代码中，通过#pragma pack(1)改变了结构体的对齐系数为1，从而可以确保结构体中的每个元素都按照一个字节进行对齐。
2. 使用__attribute__((packed))关键字在GCC编译器中，可以使用__attribute__((packed))关键字来实现对齐系数的设置。
c语言结构体按1字节对齐
c语言结构体按1字节对齐在c语言中，结构体是一种自定义数据类型，作用是将若干个不同类型的数据组合在一起，形成一个新的数据类型。
在定义结构体时，我们需要考虑结构体中各个成员的内存对齐方式，这对程序的性能和内存占用都有很大的影响。
在c语言中，结构体的内存对齐方式默认为按4字节对齐，这意味着结构体中的每个成员都会按照4字节的倍数分配内存空间。
但是，有时候按4字节对齐会造成浪费，因为有些数据类型只需要1字节或2字节的内存空间就可以表示。
所以，我们可以使用#pragma pack来修改结构体的内存对齐方式。
例如，如果我们想要按1字节对齐，只需要在结构体定义前加上#pragma pack(1)即可。
pragma pack(1)struct student{char name[20];int age;char gender;float score;};在这个例子中，我们定义了一个学生结构体，其中成员name为字符串类型，占用20字节；age为int类型，占用4字节；gender为char类型，占用1字节；score为float类型，占用4字节。
因为我们使用了#pragma pack(1)，所以这个结构体会按照1字节对齐方式来分配内存空间，最终占用的空间大小为29字节。
需要注意的是，尽管按照1字节对齐可以节省大量的内存空间，但是也会影响程序的运行效率。
因为按照1字节对齐会增加内存读写操作的次数，导致程序运行速度变慢。
因此，在定义结构体时，我们需要根据实际情况来选择适合的内存对齐方式。
如果对内存空间非常敏感，可以考虑按照1字节对齐方式；如果对性能要求比较高，可以选择按照4字节或8字节对齐。
在实际编程中，我们可以使用调试工具来观察各种对齐方式的内存占用情况，以便更好地选择内存对齐方式，从而优化程序性能和内存占用。
C语言字节对齐__align()讲解
ls/6729724#comments ，方便大家参考学习
struct test { char x1; short x2; float x3; char x4; }; #pragma pack() //取消1字节对齐，恢复为默认4字节对齐 这时候 sizeof(struct test)的值为8。 例3 #define GNUC_PACKED __attribute__((packed)) struct PACKED test { char x1; short x2; float x3; char x4; }GNUC_PACKED; 这时候 sizeof(struct test)的值仍为8。 二、深入理解 什么是字节对齐,为什么要对齐? TragicJun 发表于 2006-9-18 9:41:00 现代计算机中内存空间都是按照 byte 划分的，从理 论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变 量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排 列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
sizeof(struct D)值为7。
后面我们再讲解#pragma pack()的作用.
三.编译器是按照什么样的原则进行对齐的?
先让我们看四个重要的基本概念：
1.数据类型自身的对齐值： 对于 char 型数据，其自身对齐值为1，对于 short 型为2，对于 int,float,double
结构体字节对齐详解
struct A{
char a;
char reserved[3];//使用空间换时间
int b;
}
reserved成员对我们的程序没有什么意义,它只是起到填补空间以达到字节对齐的目的,当然即使不加这个成员通常编译器也会给我们自动填补对齐,我们自己加上它只是起到显式的提醒作用.
short c;
};
假 设B从地址空间0x0000开始排放。该例子中没有定义指定对齐值，在笔者环境下，该值默认为4。第一个成员变量b的自身对齐值是1，比指定或者默认指定
对齐值4小，所以其有效对齐值为1，所以其存放地址0x0000符合0x0000%1=0.第二个成员变量a，其自身对齐值为4，所以有效对齐值也为4，
这个修饰对象的命令最大是8个字节限制,可以让2字节的对象进行4字节
对齐,但是不能让4字节的对象2字节对齐。
__align是存储类修改,他只修饰最高级类型对象不能用于结构或者函数对象。
2.__packed
__packed是进行一字节对齐
1.不能对packed的对象进行对齐
#pragma pack (2) /*指定按2字节对齐*/
struct C
{
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定对齐，恢复缺省对齐*/
sizeof(struct C)值是8。
修改对齐值为1：
#pragma pack (1) /*指定按1字节对齐*/
字节对齐详解 - jack-wang - C++博客
jack-wang
c 8字节对齐 算法
c 8字节对齐算法在C语言中，8字节对齐通常是指将数据结构的每个成员按照8字节的边界进行对齐。
这样可以提高数据访问的效率，因为CPU通常以固定大小的数据块（比如4字节或8字节）进行数据访问。
一种常见的算法用于确定数据结构中每个成员的对齐方式，称为对齐算法。
对齐算法通常根据数据类型的大小和所需的内存对齐边界来确定每个成员的对齐方式。
下面是一个简单的对齐算法示例，用于计算一个结构体中每个成员的对齐方式：c#include <stdio.h>#include <stdint.h>typedef struct {uint32_t a; // 4 bytes aligneduint64_t b; // 8 bytes alignedfloat c; // 4 bytes alignedchar d[12]; // 12 bytes aligned} MyStruct;int main() {printf("Size of MyStruct: %lu bytes\n", sizeof(MyStruct));printf("Offset of a: %lu bytes\n", offsetof(MyStruct, a));printf("Offset of b: %lu bytes\n", offsetof(MyStruct, b));printf("Offset of c: %lu bytes\n", offsetof(MyStruct, c));printf("Offset of d: %lu bytes\n", offsetof(MyStruct, d));return 0;}在这个例子中，我们定义了一个名为MyStruct的结构体，其中包含四个成员变量：a、b、c和d。
每个成员变量的类型不同，因此它们的大小和对齐方式也不同。
c语言结构体中的数组字节对齐
c语言结构体中的数组字节对齐C语言中的结构体是一种非常重要的数据类型，它可以将不同类型的数据组合在一起，形成一个新的数据类型。
在结构体中，我们可以定义不同类型的变量，包括整型、浮点型、字符型、指针等等。
除此之外，我们还可以在结构体中定义数组。
然而，在定义结构体中的数组时，我们需要注意到一个问题，那就是数组的字节对齐问题。
在C语言中，结构体中的变量是按照一定的字节对齐规则来排列的。
这个字节对齐规则是由编译器来决定的，不同的编译器可能会有不同的字节对齐规则。
在结构体中，每个变量都会占用一定的字节空间，而字节对齐规则则是为了保证结构体中的变量在内存中的存储位置是连续的，从而提高程序的执行效率。
在结构体中定义数组时，我们需要注意到数组的字节对齐问题。
在C语言中，数组的字节对齐规则是按照数组元素的大小来决定的。
例如，如果数组元素的大小是4个字节，那么数组的起始地址必须是4的倍数。
如果数组元素的大小是8个字节，那么数组的起始地址必须是8的倍数。
这样做的目的是为了保证数组元素在内存中的存储位置是连续的，从而提高程序的执行效率。
在结构体中定义数组时，我们需要注意到数组元素的大小和结构体的字节对齐规则。
如果数组元素的大小和结构体的字节对齐规则不一致，那么就会出现字节对齐的问题。
例如，如果结构体的字节对齐规则是按照4个字节对齐，而数组元素的大小是3个字节，那么就会出现字节对齐的问题。
在这种情况下，编译器会在数组元素之间插入一些填充字节，以保证数组元素在内存中的存储位置是连续的。
为了避免结构体中数组的字节对齐问题，我们可以采用一些方法来解决。
其中一种方法是使用#pragma pack指令来改变结构体的字节对齐规则。
例如，我们可以使用#pragma pack(1)指令来将结构体的字节对齐规则改为按照1个字节对齐。
这样做的缺点是会增加内存的使用量，从而降低程序的执行效率。
另一种方法是使用位域来定义结构体中的变量。
位域是一种特殊的数据类型，它可以将一个字节中的多个位分别用来表示不同的变量。
C语言数据存储对齐详解
struct{short a1;short a2;short a3;}A;struct{long a1;short a2;}B;sizeof( A)=6, sizeof( B)=8,为什么？注：sizeof(short)=2,sizeof(long)=4因为:“成员对齐有一个重要的条件,即每个成员按自己的方式对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里默认是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节.”(引用)结构体A中有3个short类型变量，各自以2字节对齐，结构体对齐参数按默认的8字节对齐，则a1,a2,a3都取2字节对齐，则sizeof(A)为6，其也是2的整数倍；B中a1为4字节对齐，a2为2字节对齐，结构体默认对齐参数为8，则a1取4字节对齐，a2取2字节对齐，结构体大小6字节，6不为4的整数倍，补空字节，增到8时，符合所有条件，则sizeof(B)为8；可以设置成对齐的#pragma pack(1)#pragma pack(push)#pragma pack(1)struct{short a1;short a2;short a3;}A;struct{long a1;short a2;}B;#pragma pack(pop) 结果为sizeof( A)=6,sizeof( B)=6************************2,又如:#pragma pack(8)struct S1{long b;};struct S2 {char c;struct S1 d;long long e;};#pragma pack()sizeof(S2)结果为24.成员对齐有一个重要的条件,即每个成员分别对齐.即每个成员按自己的方式对齐.也就是说上面虽然指定了按8字节对齐,但并不是所有的成员都是以8字节对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节.S1中,成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;S2 中,c和S1中的a一样,按1字节对齐,而d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时, 已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节的空,从第16个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.这样, 一共使用了24个字节.a bS1的内存布局：1***, 1111,c S1.a S1.b eS2的内存布局：1***, 1***, 1111, ****11111111这里有三点很重要:1.每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度2.复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度3.对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐补充一下,对于数组,比如:char a[3];这种,它的对齐方式和分别写3个char是一样的.也就是说它还是按1个字节对齐. 如果写: typedef char Array3[3];Array3这种类型的对齐方式还是按1个字节对齐,而不是按它的长度.不论类型是什么,对齐的边界一定是1,2,4,8,16,32,64....中的一个./***********************/字节对齐详解为什么要对齐?现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
c语言中的结构体和字节对齐
c语言中的结构体和字节对齐结构体结构体的概念★计算机程序设计语言都有数据类型的概念★数据类型一般有基本类型和用户自定义类型★在c语言中，基本类型有int型、double型、char型等等。
★而结构体类型则属于用户自定义类型，是由基本类型组合而成的复杂类型。
★定义好的结构体类型可以像基本类型一样去定义此类型的变量。
定义结构体类型和定义结构体类型变量★我们先看看定义结构体类型的一般形式：struct 结构体标示符{结构体元素；}；如下：struct StructDemo{char c;int i;};★定义结构体类型变量方式一：定义类型的同时定义变量，如下：struct StructDemo{char c;int i;}sd1,sd2;这样就定了两个结构体变量sd1,sd2了，这两个变量的类型是struct StructDemo类型。
★定义结构体类型变量方式二：定义类型之后定义变量，如下：struct StructDemo{char c;int i;};这个定义说明我们已经定义完成了一个新的类型，这个类型说明符就是structStructDemo。
所以我们可以用此来定义变量了。
如下：struct StructDemo sd1,sd2;★定义结构体类型变量方式三：类型说明符重命名的方法。
学习C语言的朋友，对typedef估计不会陌生的，用它可以给类型说明符一个别名，此名字和原来的名字具有同样意义。
如：typedef int zhengxing;那么int i和zhengxing i是一样的意思。
同样的道理也可运用于我们自定义的数据类型。
typedef struct StructDemo SD;SD sd1,sd2;结构体类型的初始化★定义的同时初始化，如：struct StructDemo sd1 = {‘A’,10},sd2 = {‘B’,12};SD sd1 = {‘A’,10},sd2 = {‘B’,12};struct StructDemo{char c;int i;} sd1 = {‘A’,10},sd2 = {‘B’,12};★定义之后再初始化，如：sd1 = {‘A’,10};sd2 = {‘B’,12};sd1.c = ‘D’;sd1.i = 20;结构体运用举例1我们将上面所说的结构体的定义、定义结构体类型变量、初始化用一个实际的程序来呈现，我现在这台机器上装的linux系统是OpenSuSe,所以我们打开OpenSuSe，打开终端，利用vim编辑程序StructDemo01.c如下：编译运行如下：结构体的大小问题计算机程序语言中的数据类型在使用时在计算机中都会占有一定的内存空间，结构体类型是用户自定义类型，也属于数据类型的一种，那么它在计算机内存中占有的空间大小又是什么情况呢？下面我们来看一下。
c语言字节对齐规则
c语言字节对齐规则
C语言字节对齐规则
字节对齐（Byte Alignment）是指内存地址和数据类型中字节的排列位置，由于内存地址以字节为单位进行分配，数据类型却有特定的字节内存空间，所以为了让数据类型跟内存地址对齐，就必须让数据类型的内存空间按照一定的对齐规则进行排列，这样才能让数据类型最小的内存空间能得到最优的分配。
C语言的字节对齐规则
1、C语言中，结构体的属性是以字节为单位进行分配的。
2、对于大小为1字节的变量，不管在结构体的哪个位置，都不会进行字节对齐，一个变量一个字节就是一个字节，不会增加其他字节的占用。
3、对于大小为2字节的变量，要求其在结构体的位置为偶数，将会对其右边多出一个字节的占用，但是不会多出一个字节的内存，只是在内存的右边多出一个字节的位置而已。
4、对于大小为4字节的变量，要求其在结构体的位置为4的倍数，也会对其右边多出三个字节的占用，但是不会多出三个字节的内存，只是在内存的右边多出三个字节的位置而已。
5、对于大小为8字节的变量，要求其在结构体的位置为8的倍数，也会对其右边多出七个字节的占用，但是不会多出七个字节的内存，只是在内存的右边多出七个字节的位置而已。
6、C中的枚举常量和指针类型都会进行字节对齐，枚举常量和
指针类型都会被当做int类型来对齐，即按照4个字节的方式对齐。
7、C语言中，数组也会进行字节对齐，但是这里需要根据该数组的元素的大小来决定字节对齐的规则，如果数组的元素大小是1字节，则不进行字节对齐；如果是2字节，则按照2字节对齐规则进行字节对齐；如果数组的元素大小是4字节，则按照4字节的对齐规则进行字节对齐；如果大于4字节，则按照8字节的对齐规则进行字节对齐。
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内存中结构体的内存对齐
一、字节对齐作用和原因：
对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。
一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。
比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下编程必须保证字节对齐，其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。
比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit 数据，显然在读取效率上下降很多。
二、字节对齐规则：
四个重要的概念：
1．数据类型自身的对齐值：对于char型的数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int，float，double类型，其自身对齐值为4个字节。
2．结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。
3．指定对齐值：#pragma pack (value)时指定的对齐value。
4．数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。
补充：
1).每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度。
2).复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度。
3).对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。
#pragma pack(1)
struct test
{
static int a; //static var
double m4;
char m1;
int m3;
} #pragma pack()
//sizeof(test)=13;
Class test1{ };
//sizeof(test1)=1;
/* 注明：
1、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响，因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关；
2、没有成员变量的结构或类的大小为1，因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。
*/
#pragma pack(1)
struct test
{
static int a; //static var
double m4;
char m1;
int m3;
}
#pragma pack()
//sizeof(test)=13;
Class test1{ };
//sizeof(test1)=1;
/* 注明：
1、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响，因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关；
2、没有成员变量的结构或类的大小为1，因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。
*/
示例：//分析下面的例子C：
//
#pragma pack (2) /*指定按2字节对齐*/
struct C
{
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () //恢复对齐状态
/*
第一个变量b的自身对齐值为1，指定对齐值为2，所以，其有效对齐值为1，假设C从0x0000开始，那么b存放在0x0000，符合0x0000%1 = 0；
第二个变量，自身对齐值为4，指定对齐值为2，所以有效对齐值为2，所以顺序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四个连续的字节空间中，符合0x0002%2=0。
第三个变量c的自身对齐值为2，所以有效对齐值为2，顺序在0x0006、0x0007中，符合
0x0006%2=0。
所以从0x0000到0x0007共八字节存放的是struct C的变量。
又struct C的自身对齐值为4，所以struct C的有效对齐值为2。
又8%2=0，struct C只占用0x0000到0x0007的八个字节。
所以sizeof(struct C)=8。
如果把上面的#pragma pack(2)改为#pragma pack(4)，那么我们可以得到结构的大小为12。
*/
//再看下面这个例子
//
#pragma pack(8)
struct S1
{
char a;
long b;
};
struct S2 {
char c;
struct S1 d;
long long e;
};
#pragma pack()
sizeof(S2)结果为24.
/*
S1中:
成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐; 成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;
S2 中:
c和S1中的a一样,按1字节对齐,
d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.
成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节的空,从第16个字节开始放置成员e；
长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.一共使用了24个字节.
a b
S1的内存布局：11**,1111,
c S1.a S1.b d
S2的内存布局：1***,11**,1111,****
*/
//再看下面这个例子
//
#pragma pack(8)
struct S1
{
char a;
long b;
};
struct S2 {
char c;
struct S1 d;
long long e;
};
#pragma pack()
sizeof(S2)结果为24.
/*
S1中:
成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐; 成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;
S2 中:
c和S1中的a一样,按1字节对齐,
d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.
成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节的空,从第16个字节开始放置成员e；
长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.一共使用了24个字节.
a b
S1的内存布局：11**,1111,
c S1.a S1.b d
S2的内存布局：1***,11**,1111,****
*/
三、针对字节对齐，我们在编程中如何考虑？
如果在编程的时候要考虑节约空间的话，那么我们只需要假定结构的首地址是0，然后各个变量按照上面的原则进行排列即可，基本的原则就是把结构中的变量按照类型大小从小到大声明，尽量减少中间的填补空间。
还有一种就是为了以空间换取时间的效率，我们显示的进行填补空间进行对齐，比如：有一种使用空间换时间做法是显式的插入reserved成员：
struct A
{
char a;
char reserved[3]; //使用空间换时间
int b;
};
reserved成员对我们的程序没有什么意义，它只是起到填补空间以达到字节对齐的目的，当然即使不加这个成员通常编译器也会给我们自动填补对齐，我们自己加上它只是起到显示的提醒作用。
四、字节对齐可能带来的隐患
代码中关于对齐的隐患，很多是隐式的。
比如在强制类型转换的时候。
例如：
unsigned int i = 0x;
unsigned char *p = NULL;
unsigned short *p1 = NULL;
p=&i;
*p=0x00;
p1=(unsigned short*)(p+1);
*p1=0x0000;
最后两行代码，从奇数边界去访问unsigned short型变量，显然不符合对齐的规定。
在X86上，类似的操作只会影响效率，但是在MIPS或者sparc上，可能就是一个error，因为它们要求字节必须对齐。
五、如何查找与字节对齐方面的问题
如果出现对齐或者赋值问题首先查看
1．编译器设置的对齐值
2．看这种体系本身是否支持非对齐访问
3．如果支持看设置了对齐与否，如果没有则看访问时需要加某些特殊的修饰来标志其特殊访问操作。