关于结构体字节对齐的问题

[soundbird]

最近任务完成后，又重新捡起一些基础书籍看看，弥补一下自己的基础知识，就遇到一个问题，这里问问明白人。
看到字节对齐的时候，就自己写几个测试，结果大跌眼镜：

struct test1 {
           char text[2];
           long number1;
           long long number2;
};
int nsize = sizeof(test1);

结构体test1的大小很好理解，根据字节对齐的理论，针对char,系统自动填充2个字节，long大小是4，long long的大小是8，所以test1的大小为16，运行结果跟我设想一致。但是接下来的我就不理解了

struct test2 {
           char text[5];
           long number1;
           long long number2;
};
int nsize = sizeof(test1);

struct test3 {
           char text[2];
           long long number2;
           long number1;
};
int nsize = sizeof(test1);

结构体test2和test3的大小都是24，请问，为什么两个结构体大小都为24？

[珍惜生命远离CPP]

元素的起始地址是sizeof(元素类型)的整数倍，结构体大小是最大元素的整数倍。 所以 test2 text 5字节, 空3字节 number1 4字节,空4字节 number2 8字节 test3 text 2字节,空6字节 number2 8字节 number1 4字节,空4字节

[compass233]

test1 里 2 + 4 = 6 再补2个字节就对齐到8字节，所以是 8 + 8 = 16 test2 里 5 + 4 = 9 大于8字节，只能分别对齐到8字节，所以是 8 + 8 + 8 = 24

[soundbird]

引用 1 楼 akirya 的回复:

元素的起始地址是sizeof(元素类型)的整数倍，结构体大小是最大元素的整数倍。 所以 test2 text 5字节, 空3字节 number1 4字节,空4字节 number2 8字节 test3 text 2字节,空6字节 number2 8字节 number1 4字节,空4字节

那按照这个说，结构test1也应该是24，那为什么是16，就这点不懂

[珍惜生命远离CPP]

引用 2 楼 soundbird 的回复:

[quote=引用 1 楼 akirya 的回复:] 元素的起始地址是sizeof(元素类型)的整数倍，结构体大小是最大元素的整数倍。 所以 test2 text 5字节, 空3字节 number1 4字节,空4字节 number2 8字节 test3 text 2字节,空6字节 number2 8字节 number1 4字节,空4字节

那按照这个说，结构test1也应该是24，那为什么是16，就这点不懂[/quote] test1 就是你说的啊。

[赵4老师]

仅供参考：

#include <stdio.h>
#define field_offset(s,f) (int)(&(((struct s *)(0))->f))
struct AD  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct A1  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(2)
struct A2  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(4)
struct A4  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(8)
struct A8  { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(16)
struct A16 { int a; char b[13]; double c;};
#pragma pack(pop)
int main() {
    printf("AD.a %d\n",field_offset(AD,a));
    printf("AD.b %d\n",field_offset(AD,b));
    printf("AD.c %d\n",field_offset(AD,c));
    printf("AD sizeof %d\n", sizeof(AD));
    printf("\n");
    printf("A1.a %d\n",field_offset(A1,a));
    printf("A1.b %d\n",field_offset(A1,b));
    printf("A1.c %d\n",field_offset(A1,c));
    printf("A1 sizeof %d\n", sizeof(A1));
    printf("\n");
    printf("A2.a %d\n",field_offset(A2,a));
    printf("A2.b %d\n",field_offset(A2,b));
    printf("A2.c %d\n",field_offset(A2,c));
    printf("A2 sizeof %d\n", sizeof(A2));
    printf("\n");
    printf("A4.a %d\n",field_offset(A4,a));
    printf("A4.b %d\n",field_offset(A4,b));
    printf("A4.c %d\n",field_offset(A4,c));
    printf("A4 sizeof %d\n", sizeof(A4));
    printf("\n");
    printf("A8.a %d\n",field_offset(A8,a));
    printf("A8.b %d\n",field_offset(A8,b));
    printf("A8.c %d\n",field_offset(A8,c));
    printf("A8 sizeof %d\n", sizeof(A8));
    printf("\n");
    printf("A16.a %d\n",field_offset(A16,a));
    printf("A16.b %d\n",field_offset(A16,b));
    printf("A16.c %d\n",field_offset(A16,c));
    printf("A16 sizeof %d\n", sizeof(A16));
    printf("\n");
    return 0;
}
//AD.a 0
//AD.b 4
//AD.c 24
//AD sizeof 32
//
//A1.a 0
//A1.b 4
//A1.c 17
//A1 sizeof 25
//
//A2.a 0
//A2.b 4
//A2.c 18
//A2 sizeof 26
//
//A4.a 0
//A4.b 4
//A4.c 20
//A4 sizeof 28
//
//A8.a 0
//A8.b 4
//A8.c 24
//A8 sizeof 32
//
//A16.a 0
//A16.b 4
//A16.c 24
//A16 sizeof 32
//
//

[Pingo520]

4楼正解

[zgl7903]

VC编译器默认的的结构体对齐是Z8（8字节） 可以用 #pragma pack 定义结构体对齐字节数 #pragma pack(push, 1) //1字节对齐 #pragma pack(pop)

[darknoll]

size = 最后一个元素的偏移地址+当前长度+对齐长度

[像我这么帅的只有一个]

引用 9 楼 VisualEleven 的回复:

struct test2 {
           char text[5];
           long number1;
           long long number2;
};

text占0,1,2,3,4五个字节，下一个成员就从5开始，但是起始地址值需要是长度long number1的整数倍，所以需填充5~7三个字节，所以从8开始，number1就占了8~11这四个字节，下一个long long number2就从12开始，但是起始地址值需要是长度的整数倍，所以需填充12_15这四个字节，所以最后一个成员number2就从16开始，即16~23这八个字节的长度，因此是24字节的大小，24是最大成员number2的长度的整数倍，所以最后结构体的sizeof就是24.

struct test3 {
           char text[2];
           long long number2;
           long number1;
};

text占0,1两个字节，下一个从2开始，但是起始地址值需要是长度long long number2的整数倍，所以需填充2~7六个字节，所以从8开始，number2就占了8~15这八个字节，下一个long number1就从16开始，即16~19这四个字节的长度，因此是20字节的大小。但是最终结构体的sizeof值必须是最大成员number2长度整数倍，所以最后需要填充20~23四个字节，即最后结构体的sizeof就是24.

[Eleven]

struct test2 {
           char text[5];
           long number1;
           long long number2;
};

text占0,1,2,3,4五个字节，下一个成员就从5开始，但是起始地址值需要是长度long number1的整数倍，所以需填充5~7三个字节，所以从8开始，number1就占了8~11这四个字节，下一个long long number2就从12开始，但是起始地址值需要是长度的整数倍，所以需填充12_15这四个字节，所以最后一个成员number2就从16开始，即16~23这八个字节的长度，因此是24字节的大小，24是最大成员number2的长度的整数倍，所以最后结构体的sizeof就是24.

struct test3 {
           char text[2];
           long long number2;
           long number1;
};

text占0,1两个字节，下一个从2开始，但是起始地址值需要是长度long long number2的整数倍，所以需填充2~7六个字节，所以从8开始，number2就占了8~15这八个字节，下一个long number1就从16开始，即16~19这四个字节的长度，因此是20字节的大小。但是最终结构体的sizeof值必须是最大成员number2长度整数倍，所以最后需要填充20~23四个字节，即最后结构体的sizeof就是24.