关于结构体所占内存大小知识

关于结构体内存大小问题

我们首先要了解一个相关概念————偏移量。偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址的差。结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上最后一个成员的大小。

    struct book {
        int num1;
        char c1;
    }book1;

假定我们定义一个结构体book1,第一个成员变量num1，此时num1的偏移量为0（因为此刻的num1地址为该结构体所占内存空间的首地址，所以两者之间的差为0），此刻所使用的内存空间是（0+4）（偏移量+该变量的字节大小），第二个成员变量为c1,偏移量为前面变量的偏移量之和为4。而此时的通过sizeof输出的结果却不是5（4+1，偏移量+该变量的字节大），是为什么呢？

在实际中，存储变量时地址要求对齐，编译器在编译程序时会遵循两条原则：

1. 结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍）

2. 结构体大小必须是所有成员大小的整数倍，也即所有成员大小的公倍数。

在我们刚才所定义的结构体book1中，我们所认为的结果是5，但是在该对齐规则中，5并不是int所占字节的倍数，因此会在变量c1后面补上3个字节的空间。

后面为补上的3个字节大小的空间。因此通过关键字sizeof输出的结果为8。

结构体成员不同的排序方式，导致的结构不同。

比如下面的代码：

#include<stdio.h>
struct book {
	int num1;
	char c1;
	char c2;	
}book1;
int main(int argc,char *argv[]){
	printf("%d",sizeof book1);
	return 0;
}

通过上面的偏移量概念和对齐规则我们得出的结果为8。第一个成员变量num1的偏移量为0，第二个成员变量c1的偏移量为4，第三个成员c2变量的偏移量为（4+1），最后所占内存大小等于c2偏移量加上c2的字节大小等于6（4+1+1），再按照对齐规则，该结构体成员变量中字节最大为int型，所以后面再补上2个字节为8，能被4整除。

#include<stdio.h>
struct book {
	char c1;
	int num1;
	char c2;	
}book1;
int main(int argc,char *argv[]){
	printf("%d",sizeof book1);
	return 0;
}

通过调换第一和第二个成员变量的顺序，我们发现通过关键字sizeof输出的数值大小为12。第一个成员变量c1的偏移量为0，第二个成员变量num1的偏移量大小为1，不同于上面的是此刻的偏移量1不是int型所占字节的倍数。
因此此刻要补上3个字节。所以第三个成员变量c2的偏移量为8，最后所占的大小是（1+4+3+1）9，9不是4的倍数，后面再补上3个字节大小，成为int型变量所占字节大小的倍数。