C语言中的结构体大小计算与字节对齐

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C语言中的结构体大小计算与字节对齐

在 C 语言中，结构体（struct）是一个用户自定义的数据类型，它可以将不同类型的数据组合成一个单一的复合数据类型。结构体的大小通常取决于结构体的成员类型以及它们的排列顺序。不过，C 语言对结构体的内存布局采用了字节对齐（Byte Alignment）机制，以优化数据的访问效率，确保结构体成员存储在内存中的位置是对齐的。

本文将介绍结构体的字节对齐原理、如何计算结构体的大小、以及如何使用 #pragma pack 指令来控制字节对齐。

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1. 结构体字节对齐的原理

1.1 什么是字节对齐？

字节对齐是指将数据类型的变量存储在内存中时，按其类型所需的对齐要求来安排存储位置。对齐的目的是让处理器能够更高效地访问内存。

例如，通常情况下：

• char 类型的变量占用 1 个字节，不需要对齐。
• int 类型的变量占用 4 个字节，并且通常需要按 4 字节对齐，即它的起始地址必须是 4 的倍数。
• double 类型通常需要按 8 字节对齐。

1.2 字节对齐的影响

由于计算机内存通常按固定字节进行访问，处理器在访问内存时，如