📜  结构的sizeof是否等于每个成员的sizeof之和?(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:56:52.100000             🧑  作者: Mango

结构的sizeof是否等于每个成员的sizeof之和?

在 C 语言中,结构体是一种用户自定义的数据类型,它是由一组数据成员构成的,每个成员可以是不同的数据类型。在使用结构体时,我们经常会遇到计算结构体的大小的需求,这时候就会有一个常见的问题:

结构体的 sizeof 是否等于每个成员的 sizeof 之和?

我们来看下面这段代码:

#include <stdio.h>

struct MyStruct {
    char a;
    int b;
    short c;
};

int main() {
    printf("%zu\n", sizeof(struct MyStruct));
    printf("%zu\n", sizeof(char) + sizeof(int) + sizeof(short));
    return 0;
}

这个程序定义了一个名为 MyStruct 的结构体, 它包含了一个 char 类型的变量 a,一个 int 类型的变量 b 和一个 short 类型的变量 c。在 main 函数中,我们分别用 sizeof 运算符计算了 MyStruct 结构体的大小以及其每个成员的大小,并将其打印出来。

这个程序在我的机器上的输出是:

8
7

令人惊讶的是,根据计算,这个程序认为结构体 MyStruct 的大小应该是 7,但实际上它却是 8。那么结构体的 sizeof 是否等于每个成员的 sizeof 之和呢?

答案是,不一定。

这个问题的答案涉及到一些底层的内存对齐和填充的知识。在计算结构体的大小时,编译器不仅仅只是将各个成员的大小加起来,还要考虑内存对齐的问题。

内存对齐是由硬件架构决定的。在大部分 x86 架构的机器上,int 类型的变量需要满足 4 字节对齐,short 类型的变量需要满足 2 字节对齐,所以编译器在分配内存时,会在结构体的成员之间添加一些额外的填充字节来保证对齐。这就是为什么 sizeof(MyStruct) 的值是 8 而非 7。

一般来说,在结构体的成员之间添加的填充字节的数量是由编译器来决定的,但也有办法自己手动控制对齐方式,例如使用 #pragma pack 或 attribute((packed)) 这样的指令。

在实际开发中,建议使用 sizeof 运算符来计算结构体的大小,而不是手动去计算。因为 sizeof 是编译期确定的,它可以保证计算的准确性和代码的可读性。

如果你确实需要手动进行内存对齐的控制,可以通过特定的指令或者编码习惯来实现,但是在使用这些技巧的时候,需要格外小心,以免引入潜在的错误或者兼容性问题。

综上所述,结构体的 sizeof 并不等于其每个成员的 sizeof 之和,具体的大小还需要考虑内存对齐和填充的问题。