剛出學校那會，出去找實習工作，面試答題被問到結構體內存大小的問題，雖然自己以前接觸過，但是也還是答錯了，最終面試的這份工作黃了。一年后的最近，還是在找工作的路上，面試了一家游戲公司，其中也是答題環節有一道題被問到結構體的內存大小，也還是答錯了，最后面試也還是黃了。

到了現在自己才醒悟過來，這些知識點是有多么的重要，所以咬緊牙，把這個內容的知識點啃下來，寫下這篇博客記錄下來！

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先看一段簡單的程序

#include <iostream>using namespace std;typedef struct A {char c;int i; };typedef struct B {char c;int i;double d; };typedef struct C {char c;int i;double d;char c1; };int main(void) {cout << "struct A size = " << sizeof(struct A) << endl;cout << "struct B size = " << sizeof(struct B) << endl;cout << "struct C size = " << sizeof(struct C) << endl;return 0; }

如果不運行，那么大家知道結構體A、B、C所占用的內存大小是多少嗎？

運行截圖：

以上輸出的結果并非實際成員占用的字節數，這就是結構體的內存對齊！

按照我們正常的邏輯，結構體A的內存大小應該是5個字節，結構體B的內存大小應該是13個字節，結構體C的內存大小應該是14字節才對！
但是為什么是8、16和24呢？將在下面進行講解。

結構體內存對齊原因

平臺原因（移植原因）：
“不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數據；某些硬件平臺只能在某些特定地址處取某些特定的數據，否則就會拋出硬件異常”。也就是說在計算機在內存讀取數據時，只能在規定的地址處讀數據，而不是內存中任意地址都是可以讀取的。

效率原因：
正是由于只能在特定的地址處讀取數據，所以在訪問一些數據時，對于訪問未對齊的內存，處理器需要進行兩次訪問；而對于對齊的內存，只需要訪問一次就可以。 其實這是一種以空間換時間的做法，但這種做法是值得的。

結構體對齊規則

第一個成員在結構體變量偏移量為0 的地址處，也就是第一個成員必須從頭開始。

其他成員變量要對齊到某個數字（對齊數）的整數倍的地址處。對齊數為編譯器默認的一個 對齊數與該成員大小中的較小值。vs中默認值是8 Linux默認值為4（可以通過#pragma pack (N) 修改,使用#pragma pack(show) 可以查看對齊值），但修改時N的取 值只能設置成1， 2，4，8，16.

結構體總大小為最大對齊數的整數倍。（每個成員變量都有自己的對齊數）

如果嵌套結構體，嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，結構體的整體大小就是 所有最大對齊數（包含嵌套結構體的對齊數）的整數倍。（具體詳情，請看下面代碼結構體G）

結構體對齊的規則都是依據上面四條規則進行的！

結構體對齊示例

typedef struct A {char c;int i; };

根據第二和第三條規則，VS中最大默認對齊數是8，結構體中最小的是int類型的4，8 < 4，所以結構體A的對齊數是4.
所以即使char類型占一個字節，但是他在內存中也會占用4個字節，來對齊4字節數，這就是所謂的，犧牲空間來換取時間！

后面的也是一樣的道理！

如果是這樣的結構體，那么他們的內存將會是多少呢？

typedef struct D {char c;int i;double d;char c1;int b;char c2; };typedef struct E {int i;double d;char c;double d2; };typedef struct F {int i;double d;char c;double d2;int i2;int i3;char c2;char c3;char c4;int i4; };typedef struct G {int i;double d;struct E e;char c;double d2; };

下面是他們的內存關系圖：

上述四張圖基本涵蓋了所有情況，希望這四張圖大家能看明白是怎么個回事！

我本人的理解：
以它為例，

typedef struct D {char c;int i;double d;char c1;int b;char c2; };

首先我會先找到結構體中最大的變量字節大小(內部結構體除外)，然后使用加法原則向其對齊。(結構體D的對齊數是8)
c 是1個字節，i是4個字節，c + i 等于5字節，為了符合內存對齊的原則，他倆占用最前方8個字節的內存，當然c是占4個字節，i也是占4個字節，這樣4 + 4 等于8，才符合內存對齊。
d是8個字節，緊接著后面存儲8個字節。
c1是一個字節，b是4個字節，計算規格和上面一樣，占用8個字節。
最后剩余一個c2是一個字節，當然為了符合內存對齊的原則他在結構體中是占8個字節的。
所以最后計算出內存大小為：
(c + i) == 8(字節)
d == 8(字節)
(c1 + b) == 8(字節)
c2 == 8(字節)
8 + 8 + 8 + 8 == 32(字節)

相信再配合下圖，一定可以理解是什么原理的：

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總結
結構體內存對齊這是比較底層的知識點了，當然這也是我們程序員需要掌握的，特別是服務器開發人員。
對齊時需要注意對齊數！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 结构体内存对齐的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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