转 结构体中字节对齐问题（转载）
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
};
對結構MyStruct采用sizeof會出現什么結果呢？sizeof(MyStruct)為多少呢？也許你會這樣求：
sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13
但是當在VC中測試上面結構的大小時，你會發現sizeof(MyStruct)為16。你知道為什么在VC中會得出這樣一個結果嗎？
其實，這是VC對變量存儲的一個特殊處理。為了提高CPU的存儲速度，VC對一些變量的起始地址做了“對齊”處理。在默認情況下，VC規定各成員變量存放的起始地址相對于結構的起始地址的偏移量必須為該變量的類型所占用的字節數的倍數。下面列出常用類型的對齊方式(vc6.0,32位系統)。
類型
對齊方式（變量存放的起始地址相對于結構的起始地址的偏移量）
Char
偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數
int
偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數
float
偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數
double
偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數
Short
偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數
各成員變量在存放的時候根據在結構中出現的順序依次申請空間，同時按照上面的對齊方式調整位置，空缺的字節VC會自動填充。同時VC為了確保結構的大小為結構的字節邊界數（即該結構中占用最大空間的類型所占用的字節數）的倍數，所以在為最后一個成員變量申請空間后，還會根據需要自動填充空缺的字節。
下面用前面的例子來說明VC到底怎么樣來存放結構的。
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
}；
為上面的結構分配空間的時候，VC根據成員變量出現的順序和對齊方式，先為第一個成員dda1分配空間，其起始地址跟結構的起始地址相同（剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數），該成員變量占用sizeof(double)=8個字節；接下來為第二個成員dda分配空間，這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為8，是sizeof(char)的倍數，所以把dda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式，該成員變量占用 sizeof(char)=1個字節；接下來為第三個成員type分配空間，這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為9，不是sizeof (int)=4的倍數，為了滿足對齊方式對偏移量的約束問題，VC自動填充3個字節（這三個字節沒有放什么東西），這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為12，剛好是sizeof(int)=4的倍數，所以把type存放在偏移量為12的地方，該成員變量占用sizeof(int)=4個字節；這時整個結構的成員變量已經都分配了空間，總的占用的空間大小為：8+1+3+4=16，剛好為結構的字節邊界數（即結構中占用最大空間的類型所占用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所以沒有空缺的字節需要填充。所以整個結構的大小為：sizeof(MyStruct)=8+1+ 3+4=16，其中有3個字節是VC自動填充的，沒有放任何有意義的東西。
下面再舉個例子，交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置，使它變成下面的情況：
struct MyStruct
{
char dda;
double dda1;??
int type
}；
這個結構占用的空間為多大呢？在VC6.0環境下，可以得到sizeof(MyStruc)為24。結合上面提到的分配空間的一些原則，分析下VC怎么樣為上面的結構分配空間的。（簡單說明）
struct MyStruct
{
char dda;//偏移量為0，滿足對齊方式，dda占用1個字節；
double dda1;//下一個可用的地址的偏移量為1，不是sizeof(double)=8的倍數，需要補足7個字節才能使偏移量變為8（滿足對齊方式），因此VC自動填充7個字節，dda1存放在偏移量為 ????????????????? //8?的地址上，它占用8個字節。
int type；//下一個可用的地址的偏移量為16，是sizeof(int)=4的倍數，滿足int的對齊方式，所以不需要VC自動填充，type存?放在偏移量為16的地址上，它占用4個字節。
}；
所有成員變量都分配了空間，空間總的大小為1+7+8+4=20，不是結構的節邊界數（即結構中占用最大空間的類型所占用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所以需要填充4個字節，以滿足結構的大小為sizeof(double)=8的倍數。
所以該結構總的大小為：sizeof(MyStruc)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個字節是VC自動填充的，沒有放任何有意義的東西。
VC對結構的存儲的特殊處理確實提高CPU存儲變量的速度，但是有時候也帶來了一些麻煩，我們也屏蔽掉變量默認的對齊方式，自己可以設定變量的對齊方式。
VC 中提供了#pragma pack(n)來設定變量以n字節對齊方式。n字節對齊就是說變量存放的起始地址的偏移量有兩種情況：第一、如果n大于等于該變量所占用的字節數，那么偏移量必須滿足默認的對齊方式，第二、如果n小于該變量的類型所占用的字節數，那么偏移量為n的倍數，不用滿足默認的對齊方式。結構的總大小也有個約束條件，分下面兩種情況：如果n大于所有成員變量類型所占用的字節數，那么結構的總大小必須為占用空間最大的變量占用的空間數的倍數；
否則必須為n的倍數。下面舉例說明其用法。
#pragma pack(push) //保存對齊狀態
#pragma pack(4)//設定為4字節對齊
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢復對齊狀態
以上結構的大小為16，下面分析其存儲情況，首先為m1分配空間，其偏移量為0，滿足我們自己設定的對齊方式（4字節對齊），m1占用1個字節。接著開始為 m4分配空間，這時其偏移量為1，需要補足3個字節，這樣使偏移量滿足為n=4的倍數（因為sizeof(double)大于n）,m4占用8個字節。接著為m3分配空間，這時其偏移量為12，滿足為4的倍數，m3占用4個字節。這時已經為所有成員變量分配了空間，共分配了16個字節，滿足為n的倍數。如果把上面的#pragma pack(4)改為#pragma pack(16)，那么我們可以得到結構的大小為24。（請讀者自己分析）
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問：下面這個結構類型的實例變量占用多少內存：
struct struct1
{
int i;
short j;
char c;
};
我反問：是啥語言啥機器啥編譯環境？
他回答說：VC6.0下。
我：內存對齊后占8byte。
他又繼續問：如何讓它只占7byte？
我的第一反應是使用位段，正準備回答，又感覺不對，位段不能讓它不對齊啊。又想了幾秒鐘，還是不會，只好回他說沒玩過……
今天下午去圖書館翻了下《代碼優化：有效使用內存》，發現里面提到了兩種方法：
法1：
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct struct1
{
int i;
short j;
char c;
};
#pragma pack(pop)
法2：
修改編譯指令的參數，來禁止內存對齊：
VC++ ：/Zn1(VS2005下，右擊項目-屬性-配置屬性-C/C++-代碼生成-結構成員對齊-選“1字節(/Zn1):”(即禁止內存對齊),默認是使用默認值，即按照結構中占用空間最大的成員進行對齊。的size進行對齊。
Borland C++ ： /-a1
法2是對整個項目禁用內存對齊,而法1可以針對特定的結構禁用內存對齊,其提供了更大的靈活性.
另外，該書中還提到：
char不對齊；
short沿偶地址對齊；
int/float沿取值為4的倍數的地址對齊。
double沿取值為8的倍數的地址對齊。
VS2005下，默認是使用默認值，即按照結構中占用空間最大的成員進行對齊，我們可以測試下面這個結構：
struct struct2
{
char i;
short d;
double c;
short j;
};
//保持為默認值或修改編譯參數/Zn?，猜下sizeof結果為多少？:)
printf("struct2:%d/n",sizeof(struct2));
struct2 st;
printf("%p/n",&st.i);
printf("%p/n",&st.d);
printf("%p/n",&st.c);
printf("%p/n",&st.j);
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補充：數據的手工對齊：
char *p;
int temp = align_power-1;
p=(char*)malloc(need_size + temp;
p=(char*)malloc(((int)p+temp)&temp);//修改了p，所以釋放p前記得要歸位
注：align_power是所需要的對齊冪，char*（也可以為int*）是指針類型。另外，釋放p之前記得讓其指向所申請的內存的首地址上。
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關于struct結構中字節對齊的問題
2009-04-09 11:03
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| ? 什么是對齊，以及為什么要對齊： 現代計算機中內存空間都是按照byte劃分的，從理論上講似乎對任何類型的變量的訪問可以從任何地址開始，但實際情況是在訪問特定變量的時候經常在特定的內存地址訪問，這就需要各類型數據按照一定的規則在空間上排列，而不是順序的一個接一個的排放，這就是對齊。 對齊的作用和原因：各個硬件平臺對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平臺對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。其他平臺可能沒有這種情況， 但是最常見的是如果不按照適合其平臺要求對數據存放進行對齊，會在存取效率上帶來損失。比如有些平臺每次讀都是從偶地址開始，如果一個int型（假設為 32位系統）如果存放在偶地址開始的地方，那么一個讀周期就可以讀出，而如果存放在奇地址開始的地方，就可能會需要2個讀周期，并對兩次讀出的結果的高低 字節進行拼湊才能得到該int數據。顯然在讀取效 率上下降很多。這也是空間和時間的博弈。 對齊的實現 通常，我們寫程序的時候，不需要考慮對齊問題。編譯器會替我們選擇適合目標平臺的對齊策略。當然，我們也可以通知給編譯器傳遞預編譯指令而改變對指定數據的對齊方法。 但是，正因為我們一般不需要關心這個問題，所以因為編輯器對數據存放做了對齊，而我們不了解的話，常常會對一些問題感到迷惑。最常見的就是struct數據結構的sizeof結果，出乎意料。為此，我們需要對對齊算法所了解。 對齊的算法： 由于各個平臺和編譯器的不同，現以本人使用的gcc version 3.2.2編譯器（32位x86平臺）為例子，來討論編譯器對struct數據結構中的各成員如何進行對齊的。 設結構體如下定義： struct A { int a; char b; short c; }; 結構體A中包含了4字節長度的int一個，1字節長度的char一個和2字節長度的short型數據一個。所以A用到的空間應該是7字節。但是因為編譯器要對數據成員在空間上進行對齊。 所以使用sizeof(strcut A)值為8。 現在把該結構體調整成員變量的順序。 struct B { char b; int a; short c; }; 這時候同樣是總共7個字節的變量，但是sizeof(struct B)的值卻是12。 下面我們使用預編譯指令#progma pack (value)來告訴編譯器，使用我們指定的對齊值來取代缺省的。 #progma pack (2) /*指定按2字節對齊*/ struct C { char b; int a; short c; }; #progma pack () /*取消指定對齊，恢復缺省對齊*/ sizeof(struct C)值是8。 修改對齊值為1： #progma pack (1) /*指定按1字節對齊*/ struct D { char b; int a; short c; }; #progma pack () /*取消指定對齊，恢復缺省對齊*/ sizeof(struct D)值為7。 對于char型數據，其自身對齊值為1，對于short型為2，對于int,float,double類型，其自身對齊值為4，單位字節。 這里面有四個概念值： 1.數據類型自身的對齊值：就是上面交代的基本數據類型的自身對齊值。 2.指定對齊值：#progma pack (value)時的指定對齊值value。 3.結構體或者類的自身對齊值：其成員中自身對齊值最大的那個值。 4.數據成員、結構體和類的有效對齊值：自身對齊值和指定對齊值中小的那個值。 有了這些值，我們就可以很方便的來討論具體數據結構的成員和其自身的對齊方式。有效對齊值N是最終用來決定數據存放地址方式的值，最重要。有效對齊N，就 是表示“對齊在N上”，也就是說該數據的"存放起始地址%N=0".而數據結構中的數據變量都是按定義的先后順序來排放的。第一個數據變量的起始地址就是 數據結構的起始地址。結構體的成員變量要對齊排放，結構體本身也要根據自身的有效對齊值圓整(就是結構體成員變量占用總長度需要是對結構體有效對齊值的整 數倍，結合下面例子理解)。這樣就不能理解上面的幾個例子的值了。 例子分析： 分析例子B； struct B { char b; int a; short c; }; 假設B從地址空間0x0000開始排放。該例子中沒有定義指定對齊值，在筆者環境下，該值默認為4。第一個成員變量b的自身對齊值是1，比指定或者默認指 定對齊值4小，所以其有效對齊值為1，所以其存放地址0x0000符合0x0000%1=0.第二個成員變量a，其自身對齊值為4，所以有效對齊值也為 4，所以只能存放在起始地址為0x0004到0x0007這四個連續的字節空間中，復核0x0004%4=0,且緊靠第一個變量。第三個變量c,自身對齊 值為2，所以有效對齊值也是2，可以存放在0x0008到0x0009這兩個字節空間中，符合0x0008%2=0。所以從0x0000到0x0009存 放的都是B內容。再看數據結構B的自身對齊值為其變量中最大對齊值(這里是b）所以就是4，所以結構體的有效對齊值也是4。根據結構體圓整的要 求，0x0009到0x0000=10字節，（10＋2）％4＝0。所以0x0000A到0x000B也為結構體B所占用。故B從0x0000到 0x000B共有12個字節,sizeof(struct B)=12; 同理,分析上面例子C： #progma pack (2) /*指定按2字節對齊*/ struct C { char b; int a; short c; }; #progma pack () /*取消指定對齊，恢復缺省對齊*/ 第一個變量b的自身對齊值為1，指定對齊值為2，所以，其有效對齊值為1，假設C從0x0000開始，那么b存放在0x0000，符合 0x0000%1=0;第二個變量，自身對齊值為4，指定對齊值為2，所以有效對齊值為2，所以順序存放在0x0002、0x0003、0x0004、 0x0005四個連續字節中，符合0x0002%2=0。第三個變量c的自身對齊值為2，所以有效對齊值為2，順序存放 在0x0006、0x0007中，符合0x0006%2=0。所以從0x0000到0x00007共八字節存放的是C的變量。又C的自身對齊值為4，所以 C的有效對齊值為2。又8%2=0,C只占用0x0000到0x0007的八個字節。所以sizeof(struct C)=8. ? |
?
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VC中下面幾個結構體大小分別是多少呢
struct MyStruct
{
double m4;
char m1;
int m3；
};
struct MyStruct
{
char m1;
double m4;
int m3; };
#pragma pack(push)//保存對齊狀態
#pragma pack(16) //設置為16字節對齊
struct test
{
char m1;
int m3;
double m4;
};
#pragma pack(pop)//恢復對齊狀態
如果你的答案不是16，24和16，相信下面的內容對你很有幫助。
1、 sizeof應用在結構上的情況
請看下面的結構：
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
};
對結構MyStruct采用sizeof會出現什么結果呢？sizeof(MyStruct)為多少呢？也許你 會這樣求：
sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13
但是當在VC中測試上面結構的大小時，你會發現sizeof(MyStruct)為16。你知道為什 么在VC中會得出這樣一個結果嗎？
其實，這是VC對變量存儲的一個特殊處理。為了提高CPU的存儲速度，VC對一些變量的 起始地址做了“對齊”處理。在默認情況下，VC規定各成員變量存放的起始地址相對于結 構的起始地址的偏移量必須為該變量的類型所占用的字節數的倍數。下面列出常用類型的 對齊方式(vc6.0,32位系統)。
類型 對齊方式（變量存放的起始地址相對于結構的起始地址的偏移量）
Char 偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數
Short 偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數
int 偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數
float 偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數
double 偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數
各成員變量在存放的時候根據在結構中出現的順序依次申請空間，同時按照上面的對 齊方式調整位置，空缺的字節VC會自動填充。同時VC為了確保結構的大小為結構的字節邊 界數（即該結構中占用最大空間的類型所占用的字節數）的倍數，所以在為最后一個成員 變量申請空間后，還會根據需要自動填充空缺的字節。
下面用前面的例子來說明VC到底怎么樣來存放結構的。
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
}；
為上面的結構分配空間的時候，VC根據成員變量出現的順序和對齊方式，先為第一個 成員dda1分配空間，其起始地址跟結構的起始地址相同（剛好偏移量0剛好為sizeof(doub le)的倍數），該成員變量占用sizeof(double)=8個字節；接下來為第二個成員dda分配空 間，這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址的偏移量為8，是sizeof(char)的倍數 ，所以把dda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式，該成員變量占用 sizeof(char)=1個字 節；接下來為第三個成員type分配空間，這時下一個可以分配的地址對于結構的起始地址 的偏移量為9，不是sizeof (int)=4的倍數，為了滿足對齊方式對偏移量的約束問題，VC自 動填充3個字節（這三個字節沒有放什么東西），這時下一個可以分配的地址對于結構的起 始地址的偏移量為12，剛好是sizeof(int)=4的倍數，所以把type存放在偏移量為12的地方 ，該成員變量占用sizeof(int)=4個字節；這時整個結構的成員變量已經都分配了空間，總 的占用的空間大小為：8+1+3+4=16，剛好為結構的字節邊界數（即結構中占用最大空間的 類型所占用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所以沒有空缺的字節需要填充。所以整 個結構的大小為：sizeof(MyStruct)=8+1+ 3+4=16，其中有3個字節是VC自動填充的，沒有 放任何有意義的東西。
下面再舉個例子，交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置，使它變成下面的情況 ：
struct MyStruct
{
char dda;
double dda1;
int type
}；
這個結構占用的空間為多大呢？在VC6.0環境下，可以得到sizeof(MyStruc)為24。結 合上面提到的分配空間的一些原則，分析下VC怎么樣為上面的結構分配空間的。（簡單說 明） struct MyStruct
{
char dda;//偏移量為0，滿足對齊方式，dda占用1個字節；
double dda1;//下一個可用的地址的偏移量為1，不是sizeof(double)=8的倍數，需要補足7個字節才能使偏移量變為8（滿足對齊方式），因此VC自動填充7個字節，dda1存放在偏移量為8 的地址上，它占用8個節。
int type；//下一個可用的地址的偏移量為16，是sizeof(int)=4的倍數，滿足int的對齊方式，所以不需要VC自動填充，type存 放在偏移量為16的地址上，它占用4個字節。
}；
所有成員變量都分配了空間，空間總的大小為1+7+8+4=20，不是結構的節邊界數（即結構中占用最大空間的類型所占用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所以需要填充4個字節，以滿足結構的大小為sizeof(double)=8的倍數。
所以該結構總的大小為：sizeof(MyStruc)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個字節 是VC自動填充的，沒有放任何有意義的東西。
VC對結構的存儲的特殊處理確實提高CPU存儲變量的速度，但是有時候也帶來了一些麻 煩，我們也屏蔽掉變量默認的對齊方式，自己可以設定變量的對齊方式。
VC 中提供了#pragma pack(n)來設定變量以n字節對齊方式。n字節對齊就是說變量存 放的起始地址的偏移量有兩種情況：第一、如果n大于等于該變量所占用的字節數，那么偏 移量必須滿足默認的對齊方式，第二、如果n小于該變量的類型所占用的字節數，那么偏移 量為n的倍數，不用滿足默認的對齊方式。結構的總大小也有個約束條件，分下面兩種情況 ：如果n大于所有成員變量類型所占用的字節數，那么結構的總大小必須為占用空間最大的 變量占用的空間數的倍數；
否則必須為n的倍數。下面舉例說明其用法。
#pragma pack(push) //保存對齊狀態
#pragma pack(4)//設定為4字節對齊
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢復對齊狀態
以上結構的大小為16，下面分析其存儲情況，首先為m1分配空間，其偏移量為0，滿足 我們自己設定的對齊方式（4字節對齊），m1占用1個字節。接著開始為 m4分配空間，這時 其偏移量為1，需要補足3個字節，這樣使偏移量滿足為n=4的倍數（因為sizeof(double)大 于n）,m4占用8個字節。接著為m3分配空間，這時其偏移量為12，滿足為4的倍數，m3占用 4個字節。這時已經為所有成員變量分配了空間，共分配了16個字節，滿足為n的倍數。如 果把上面的#pragma pack(4)改為#pragma pack(16)，那么我們可以得到結構的大小為24。 文章出處：http://www.diybl.com/course/3_program/c++/cppjs/2008920/143926.html
轉載于:https://www.cnblogs.com/dancheblog/p/3521238.html
創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎總結
以上是生活随笔為你收集整理的转 结构体中字节对齐问题（转载）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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