提问人：Neeraj-Kumar-Coder 提问时间：1/30/2021 最后编辑：brucegNeeraj-Kumar-Coder 更新时间：2/2/2021 访问量：58
为什么无论成员的顺序如何，这种结构的大小都是相同的？
Why the size of this structure is same irrespective of the order of the members?
问：
由于 C 中结构的内存对齐是以连续的形式完成的，首先是第一个元素，然后是第二个元素，然后是第三个元素，依此类推......除了位填充，那么为什么即使重新排列元素，这个结构的大小也是一样的：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
struct student
{
float c;
int a;
char b;
};
printf("%zu\n", sizeof(struct student));
return 0;
}
输出：12
对于上述结构配置，内存对齐是否如下所示？
f f f f i i i i c
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答：
1赞
Adrian Mole
1/30/2021
#1
在系统上，和 数据类型的大小似乎为 4 个字节;因此，编译器（除非另有说明）将在 4 字节边界上对齐这些类型的结构成员。这就是为什么，如果您将该字段作为第二个成员，则将在该字段和下一个字段之间添加 3 个字节的“填充”，从而为结构提供 12 个字节的总大小。intfloatchar b
但是，编译器也会在结构的末尾添加填充！（同样，在最后一个字段是 when 的情况下，三个字节。char b
为什么？好吧，考虑一个这样的类型的数组。如果没有这种“终端填充”，第二个数组元素的第一个字段将错位——也就是说，它不会在 4 字节边界上，从而降低从“内部”填充中获得的任何效率。对于将类型作为嵌套字段包含的其他结构，也会出现类似的问题。struct
编辑：我无法真正对此维基百科页面上的以下声明提供太多改进：
需要注意的是，最后一个成员用数字填充 所需的字节数，因此结构的总大小应为 任何结构构件的最大对齐的倍数......
评论
0赞
Neeraj-Kumar-Coder
1/30/2021
填充是如何完成的：尺寸显示是structstruct sample { char b; int a; char c; };12
0赞
Adrian Mole
1/30/2021
@Neeraj-Kumar-Coder 同样，非常相似：3 个字节后和 3 个字节后。bc
0赞
Adrian Mole
1/30/2021
@Neeraj-Kumar-Coder 但这个会有所不同：......之后只有 2 个字节的填充，总大小为 8 个字节。struct sample { char b; char c; int a; };c
0赞
Neeraj-Kumar-Coder
1/30/2021
这意味着如果在最后一个成员中，则只完成额外的填充。同样在我的评论示例中，如果跳过额外的填充，第一个成员不会错位。char
2赞
Myst
1/30/2021
#2
似乎在您的机器上，每个都需要 4 个字节。从这个意义上说，它们在中的位置是无关紧要的。intfloatstruct
但是，a （通常）只需要 1 个字节，所以您可能想知道为什么 come 不返回 （4+4+1），原因是填充。charsizeof9
在许多情况下都会添加填充，但最明显的是允许类型对齐（我假设系统上的 and 类型在 4 字节边界上自然对齐）。intfloat
我认为如果将顺序更改为：
struct student
{
float c;
char b;
int a;
};
在此示例中，我们将有 4 个字节 （） + 1 个字节 （） + 3 个字节（填充）+ 4 个字节 （）。即：floatcharint
struct student
{
float c;
char b;
char padding[3];
int a;
};
但是，在原始示例中，我们有：
struct student
{
float c;
int a;
char b;
};
这会产生 4 个字节 （） + 4 个字节 （） + 1 个字节 （） + 3 个字节（填充） - 即：floatintchar
struct student
{
float c;
int a;
char b;
char padding[3];
};
我们仍然在末尾获得填充的原因是允许数组 （）。structstruct student array[32]
如果末尾没有任何填充，则数组 （） 的第二个成员将从偏移量开始，并且类型 （） 将无法在自然的 4 字节边界上正确对齐。structarray[1]float
声明类型时，编译器将始终添加允许在数组中使用该类型的所需填充（即，在使用 .malloc
我希望这能回答你的问题。
编辑：
为了澄清我上面没有列出的其余部分的填充（参见注释），它可能看起来像这样（假设编译器正在为类似的系统编译代码）：struct
struct student
{
char b;
char padding[3];
float c;
int a;
};
如果也是，我们将在以下两端获得填充：acharstruct
struct student
{
char b;
char padding[3];
float c;
char a;
char padding2[3];
};
但是，如果我们重新组织 字符彼此相邻，它们的填充会有所不同，因为该类型在此系统上没有 4 个字节的自然对齐：structchar
struct student
{
char b;
char a;
char padding[2];
float c;
};
注意：
大多数编译器应该支持一个指令，告诉编译器“打包”结构（忽略类型对齐和填充）......但是，恕我直言，应该强烈建议不要这样做，因为它可能会导致某些 CPU 架构崩溃并引入不可移植的代码（另请参阅此处）。
评论
0赞
Neeraj-Kumar-Coder
1/30/2021
你能告诉我填充是如何在这种结构中完成的吗？ 显示尺寸是struct student { char b; int a; char c; };12
0赞
Myst
1/30/2021
@Neeraj-Kumar-Coder - 我编辑了答案，并回应了您的评论。
0赞
Luis Colorado
2/2/2021
#3
编译器对齐字段并填充 的其余部分，因此，如果您构建一个数组，下一个元素将对齐。struct
在您发布的案例中，字段元素的对齐方式是两个字段的大小，大小为 4 个字节。因此，编译器在末尾填充结构，以便您定义的类型的下一个数组元素也对齐。这意味着编译器必须在类型化字段之后添加三个 pad 元素，即使它位于结构的末尾。floatintchar
在你发布的情况下，如果你认为结构是 5 个字节，结构数组的下一个元素将不会对齐，因为浮点数和 int 将从对齐的偏移量开始。+1
评论
structure