sizeof用法总结

Posted 2020-08-15 Jarry_le

1. 定义： 

sizeof是何方神圣？

sizeof乃C/C++中的一个操作符（operator）是也，简单的说其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。 

MSDN上的解释为： 
The sizeof keyword gives the amount of storage, in bytes, associated with a variable or a type (including aggregate types). This keyword returns a value of type size_t. 
其返回值类型为size_t，在头文件stddef.h中定义。这是一个依赖于编译系统的值，一般定义为 typedef unsigned int size_t; 
世上编译器林林总总，但作为一个规范，它们都会保证char、signed char和unsigned char的sizeof值为1，毕竟char是我们编程能用的最小数据类型。 

 

2. 语法： 
sizeof有三种语法形式，如下： 
1) sizeof( object ); // sizeof( 对象 ); 
2) sizeof( type_name ); // sizeof( 类型 ); 
3) sizeof object; // sizeof 对象; 
所以， 
int i; 
sizeof( i ); // ok 
sizeof i; // ok 
sizeof( int ); // ok 
sizeof int; // error 
既然写法3可以用写法1代替，为求形式统一以及减少我们大脑的负担，第3种写法，忘掉它吧！ 
实际上，sizeof计算对象的大小也是转换成对对象类型的计算，也就是说，同种类型的 不同对象其sizeof值都是一致的。这里，对象可以进一步延伸至表达式，即sizeof可以对一个表达式求值，编译器根据表达式的最终结果类型来确定大小，一般不会对表达式 进行计算。如： 
sizeof( 2 );// 2的类型为int，所以等价于 sizeof( int ); 
sizeof( 2 + 3.14 ); // 3.14的类型为double，2也会被提升成double类型，所以等价 于 sizeof( double ); 
sizeof也可以对一个函数调用求值，其结果是函数返回类型的大小，函数并不会被调用，我们来看一个完整的例子： 
char foo() 
{ 
printf("foo() has been called.\n"); 
return ‘a‘; 
} 
int main() 
{ 
size_t sz = sizeof( foo() ); // foo() 的返回值类型为char，所以sz = sizeof(char )，foo()并不会被调用 
printf("sizeof( foo() ) = %d\n", sz); 
} 
C99标准规定，函数、不能确定类型的表达式以及位域（bit-field）成员不能被计算s 
izeof值，即下面这些写法都是错误的： 
sizeof( foo );// error 
void foo2() { } 
sizeof( foo2() );// error 
struct S 
{ 
unsigned int f1 : 1; 
unsigned int f2 : 5; 
unsigned int f3 : 12; 
}; 

sizeof( S.f1 );// error 

 

3. sizeof的常量性 
sizeof的计算发生在编译时刻，所以它可以被当作常量表达式使用，如： 
char ary[ sizeof( int ) * 10 ]; // ok 
最新的C99标准规定sizeof也可以在运行时刻进行计算，如下面的程序在Dev-C++中可以 
正确执行： 
int n; 
n = 10; // n动态赋值 
char ary[n]; // C99也支持数组的动态定义 
printf("%d\n", sizeof(ary)); // ok. 输出10 
但在没有完全实现C99标准的编译器中就行不通了，上面的代码在VC6中就通不过编译。 
所以我们最好还是认为sizeof是在编译期执行的，这样不会带来错误，让程序的可移植 

性强些。 

 

4. 基本数据类型的sizeof 
这里的基本数据类型指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型， 
由于它们都是和系统相关的，所以在不同的系统下取值可能不同，这务必引起我们的注 

意，尽量不要在这方面给自己程序的移植造成麻烦。 一般的，在32位编译环境中，sizeof(int)的取值为4。

 

5. 指针变量的sizeof 
学过数据结构的你应该知道指针是一个很重要的概念，它记录了另一个对象的地址。既然是来存放地址的，那么它当然等于计算机内部地址总线的宽度。所以在32位计算机中 ，一个指针变量的返回值必定是4（注意结果是以字节为单位），可以预计，在将来的64位系统中指针变量的sizeof结果为8。 
char* pc = "abc"; 
int* pi; 
string* ps; 
char** ppc = &pc; 
void (*pf)();// 函数指针 
sizeof( pc ); // 结果为4 
sizeof( pi ); // 结果为4 
sizeof( ps ); // 结果为4 
sizeof( ppc ); // 结果为4 
sizeof( pf );// 结果为4 
指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系，正是由于所有的指针变量所占内 存大小相等，所以MFC消息处理函数使用两个参数WPARAM、LPARAM就能传递各种复杂的消息结构（使用指向结构体的指针）。 

 

6. 数组的sizeof 

数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数，如： 
char a1[] = "abc"; 
int a2[3]; 
sizeof( a1 ); // 结果为4，字符 末尾还存在一个NULL终止符 
sizeof( a2 ); // 结果为3*4=12（依赖于int） 
一些朋友刚开始时把sizeof当作了求数组元素的个数，现在，你应该知道这是不对的， 那么应该怎么求数组元素的个数呢Easy，通常有下面两种写法： 
int c1 = sizeof( a1 ) / sizeof( char ); // 总长度/单个元素的长度 
int c2 = sizeof( a1 ) / sizeof( a1[0] ); // 总长度/第一个元素的长度 
写到这里，提一问，下面的c3，c4值应该是多少呢 
void foo3(char a3[3]) 
{ 
int c3 = sizeof( a3 ); // c3 == 
} 
void foo4(char a4[]) 
{ 
int c4 = sizeof( a4 ); // c4 == 
} 

也许当你试图回答c4的值时已经意识到c3答错了，是的，c3!=3。这里函数参数a3已不 再是数组类型，而是蜕变成指针，相当于char* a3，为什么仔细想想就不难明白，我 们调用函数foo1时，程序会在栈上分配一个大小为3的数组吗不会！数组是“传址”的，调用者只需将实参的地址传递过去，所以a3自然为指针类型（char*），c3的值也就为 4。 

 

7. 结构体的sizeof 
这是初学者问得最多的一个问题，所以这里有必要多费点笔墨。让我们先看一个结构体 
： 
struct S1 
{ 
char c; 
int i; 
}; 
问sizeof(s1)等于多少聪明的你开始思考了，char占1个字节，int占4个字节，那么加起来就应该是5。是这样吗你在你机器上试过了吗也许你是对的，但很可能你是错 
的！VC6中按默认设置得到的结果为8。 Why为什么受伤的总是我 请不要沮丧，我们来好好琢磨一下sizeof的定义——sizeof的结果等于对象或者类型所 占的内存字节数，好吧，那就让我们来看看S1的内存分配情况： 
S1 s1 = { ‘a‘, 0xFFFFFFFF }; 
定义上面的变量后，加上断点，运行程序，观察s1所在的内存，你发现了什么 
以我的VC6.0为例，s1的地址为0x0012FF78，其数据内容如下： 
0012FF78: 61 CC CC CC FF FF FF FF 
发现了什么怎么中间夹杂了3个字节的CC看看MSDN上的说明： 
When applied to a structure type or variable, sizeof returns the actual siz 
e, which may include padding bytes inserted for alignment. 
原来如此，这就是传说中的字节对齐啊！一个重要的话题出现了。 
为什么需要字节对齐计算机组成原理教导我们这样有助于加快计算机的取数速度，否则就得多花指令周期了。为此，编译器默认会对结构体进行处理（实际上其它地方的数据变量也是如此），让宽度为2的基本数据类型（short等）都位于能被2整除的地址上，让宽度为4的基本数据类型（int等）都位于能被4整除的地址上，以此类推。这样，两个数中间就可能需要加入填充字节，所以整个结构体的sizeof值就增长了。 
让我们交换一下S1中char与int的位置： 
struct S2 
{ 
int i; 
char c; 
}; 
看看sizeof(S2)的结果为多少，怎么还是8再看看内存，原来成员c后面仍然有3个填 
充字节，这又是为什么啊别着急，下面总结规律。 

字节对齐的细节和编译器实现相关，但一般而言，满足三个准则： 
1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除； 
2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）； 

3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节（trailing padding）。 

对于上面的准则，有几点需要说明： 
1) 前面不是说结构体成员的地址是其大小的整数倍，怎么又说到偏移量了呢因为有了第1点存在，所以我们就可以只考虑成员的偏移量，这样思考起来简单。想想为什么。 

结构体某个成员相对于结构体首地址的偏移量可以通过宏offsetof()来获得，这个宏也 
在stddef.h中定义，如下： 
#define offsetof(s,m) (size_t)&(((s *)0)->m) 
例如，想要获得S2中c的偏移量，方法为 
size_t pos = offsetof(S2, c);// pos等于4 
2) 基本类型是指前面提到的像char、short、int、float、double这样的内置数据类型，这里所说的“数据宽度”就是指其sizeof的大小。由于结构体的成员可以是复合类型 
，比如另外一个结构体，所以在寻找最宽基本类型成员时，应当包括复合类型成员的子成员，而不是把复合成员看成是一个整体。但在确定复合类型成员的偏移位置时则是将 复合类型作为整体看待。 这里叙述起来有点拗口，思考起来也有点挠头，还是让我们看看例子吧（具体数值仍以 
VC6为例，以后不再说明）： 
struct S3 
{ 
char c1; 
S1 s; 
char c2 
}; 
S1的最宽简单成员的类型为int，S3在考虑最宽简单类型成员时是将S1“打散”看的，所以S3的最宽简单类型为int，这样，通过S3定义的变量，其存储空间首地址需要被4整 除，整个sizeof(S3)的值也应该被4整除。 c1的偏移量为0，s的偏移量呢这时s是一个整体，它作为结构体变量也满足前面三个准则，所以其大小为8，偏移量为4，c1与s之间便需要3个填充字节，而c2与s之间就不需要了，所以c2的偏移量为12，算上c2的大小为13，13是不能被4整除的，这样末尾还得补 上3个填充字节。最后得到sizeof(S3)的值为16。 
通过上面的叙述，我们可以得到一个公式： 
结构体的大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小再加上末尾的填充字节数目，即： 

sizeof( struct ) = offsetof( last item ) + sizeof( last item ) + sizeof( tr 
ailing padding ) 

到这里，朋友们应该对结构体的sizeof有了一个全新的认识，但不要高兴得太早，有 一个影响sizeof的重要参量还未被提及，那便是编译器的pack指令。它是用来调整结构 体对齐方式的，不同编译器名称和用法略有不同，VC6中通过#pragma pack实现，也可以 直接修改/Zp编译开关。#pragma pack的基本用法为：#pragma pack( n )，n为字节对齐 数，其取值为1、2、4、8、16，默认是8，如果这个值比结构体成员的sizeof值小，那么 该成员的偏移量应该以此值为准，即是说，结构体成员的偏移量应该取二者的最小值， 公式如下： 
offsetof( item ) = min( n, sizeof( item ) ) 
再看示例： 
#pragma pack(push) // 将当前pack设置压栈保存 
#pragma pack(2)// 必须在结构体定义之前使用 
struct S1 
{ 
char c; 
int i; 
}; 
struct S3 
{ 
char c1; 
S1 s; 
char c2 
}; 
#pragma pack(pop) // 恢复先前的pack设置 
计算sizeof(S1)时，min(2, sizeof(i))的值为2，所以i的偏移量为2，加上sizeof(i) 等于6，能够被2整除，所以整个S1的大小为6。 
同样，对于sizeof(S3)，s的偏移量为2，c2的偏移量为8，加上sizeof(c2)等于9，不能被2整除，添加一个填充字节，所以sizeof(S3)等于10。 
现在，朋友们可以轻松的出一口气了，:) 
还有一点要注意，“空结构体”（不含数据成员）的大小不为0，而是1。试想一个“不占空间”的变量如何被取地址、两个不同的“空结构体”变量又如何得以区分呢于是 
，“空结构体”变量也得被存储，这样编译器也就只能为其分配一个字节的空间用于占位了。如下： 
struct S5 { }; 
sizeof( S5 ); // 结果为1 

8. 含位域结构体的sizeof 
前面已经说过，位域成员不能单独被取sizeof值，我们这里要讨论的是含有位域的结构体的sizeof，只是考虑到其特殊性而将其专门列了出来。 
C99规定int、unsigned int和bool可以作为位域类型，但编译器几乎都对此作了扩展， 允许其它类型类型的存在。 
使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为： 
1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字 段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止； 
2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍； 
3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方 式，Dev-C++采取压缩方式； 
4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩； 
5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。 

还是让我们来看看例子。 
示例1： 
struct BF1 
{ 
char f1 : 3; 
char f2 : 4; 
char f3 : 5; 
}; 
其内存布局为： 
|_f1__|__f2__|_|____f3___|____| 
|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_| 
0 3 7 8 1316 
位域类型为char，第1个字节仅能容纳下f1和f2，所以f2被压缩到第1个字节中，而f3只 
能从下一个字节开始。因此sizeof(BF1)的结果为2。 
示例2： 
struct BF2 
{ 
char f1 : 3; 
short f2 : 4; 
char f3 : 5; 
}; 
由于相邻位域类型不同，在VC6中其sizeof为6，在Dev-C++中为2。 
示例3： 
struct BF3 
{ 
char f1 : 3; 
char f2; 
char f3 : 5; 
}; 

非位域字段穿插在其中，不会产生压缩，在VC6和Dev-C++中得到的大小均为3。 

 

9. 联合体的sizeof 
结构体在内存组织上是顺序式的，联合体则是重叠式，各成员共享一段内存，所以整个 
联合体的sizeof也就是每个成员sizeof的最大值。结构体的成员也可以是复合类型，这 
里，复合类型成员是被作为整体考虑的。 
所以，下面例子中，U的sizeof值等于sizeof(s)。 
union U 
{ 
int i; 
char c; 
S1 s; 

};

 

1，基本数据类型的sizeof cout<<sizeof(char)<<endl;                     结果是1 cout<<sizeof(int)<<endl;                        结果是4 cout<<sizeof(unsigned int)<<endl; 结果是4  cout<<sizeof(long int)<<endl;                结果是4 cout<<sizeof(short int)<<endl;               结果是2 cout<<sizeof(float)<<endl;                     结果是4 cout<<sizeof(double)<<endl;                 结果是8 2，指针变量的sizeof char *pc ="abc"; sizeof( pc ); // 结果为4 sizeof(*pc);     // 结果为1 int *pi; sizeof( pi ); //结果为4 sizeof(*pi);     //结果为4 char **ppc = &pc; sizeof( ppc ); // 结果为4   sizeof( *ppc ); // 结果为4     sizeof( **ppc ); // 结果为1 void (*pf)();// 函数指针 sizeof( pf );// 结果为4 3，数组的sizeof 数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数，如： char a1[] = "abc"; int a2[3]; sizeof( a1 ); // 结果为4，字符 末尾还存在一个NULL终止符 sizeof( a2 ); // 结果为3*4=12（依赖于int） 写到这里，提一问，下面的c3，c4值应该是多少呢 void foo3(char a3[3]) { int c3 = sizeof( a3 ); // c3 == 4 } void foo4(char a4[]) { int c4 = sizeof( a4 ); // c4 == 4 } 也许当你试图回答c4的值时已经意识到c3答错了，是的，c3!=3。这里函数参数a3已不再是数组类型，而是蜕变成指针，相当于char* a3，为什么仔细想想就不难明白，我们调用函数foo1时，程序会在栈上分配一个大小为3的数组吗不会！数组是“传址”的，调用者只需将实参的地址传递过去，所以a3自然为指针类型（char*），c3的值也就为4。 4，结构体的sizeof struct MyStruct {            double dda1;            char dda;            int type }; //结果为16，为上面的结构分配空间的时候，VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式，先为第一个成员dda1分配空间，其起始地址跟结构的起始地址相同（刚好偏移量0刚好为sizeof(double)的倍数），该成员变量占用sizeof(double)=8个字节；接下来为第二个成员dda分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8，是sizeof(char)的倍数，所以把dda存放在偏移量为8的地方满足对齐方式，该成员变量占用sizeof(char)=1个字节；接下来为第三个成员type分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为9，不是sizeof(int)=4的倍数，为了满足对齐方式对偏移量的约束问题，VC自动填充3个字节（这三个字节没有放什么东西），这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为12，刚好是sizeof(int)=4的倍数，所以把type存放在偏移量为12的地方，该成员变量占用sizeof(int)=4个字节；这时整个结构的成员变量已经都分配了空间，总的占用的空间大小为：8+1+3+4=16，刚好为结构的字节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof(double)=8）的倍数，所以没有空缺的字节需要填充。所以整个结构的大小为：sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16，其中有3个字节是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西。 5，含位域结构体的sizeof 示例1： struct BF1 { char f1 : 3; char f2 : 4; char f3 : 5; }; 其内存布局为： |_f1__|__f2__|_|____f3___|____| |_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_| 0 3 7 8 1316 位域类型为char，第1个字节仅能容纳下f1和f2，所以f2被压缩到第1个字节中，而f3只能从下一个字节开始。因此sizeof(BF1)的结果为2。 6，含有联合体的结构体的sizeof struct s1 {            char *ptr,ch;                   //有指针变成4＋4            union A            //后面跟了A定义了一个类型,不占内存，而后面不跟A,是声明了结构体的一个成员,占内存,           {               short a,b;               unsigned int c:2, d:1;            };            struct s1* next;                //指针占4 };//这样是8＋4＝12个字节 struct s1 {            char *ptr,ch;                                      union                                            //联合体是结构体的成员，占内存，并且最大类型是unsigned int，占4           {                short a,b;                unsigned int c:2, d:1;            };            struct s1* next;                         };//这样是8＋4＋4＝16个字节 7，结构体体含有结构体的sizeof struct S1     {      char c;      int i;     }; struct S3     {      char c1;      S1 s;      char c2;     }; cout<<sizeof(S3);      //S3=16 S1的最宽简单成员的类型为int，S3在考虑最宽简单类型成员时是将S1“打散”看的， 所以S3的最宽简单类型为int，这样，通过S3定义的变量，其存储空间首地址需要被4整 除，整个sizeof(S3)的值也应该被4整除。 c1的偏移量为0，s的偏移量呢这时s是一个整体，它作为结构体变量也满足前面三个 准则，所以其大小为8，偏移量为4，c1与s之间便需要3个填充字节，而c2与s之间就不需 要了，所以c2的偏移量为12，算上c2的大小为13，13是不能被4整除的，这样末尾还得补 上3个填充字节。最后得到sizeof(S3)的值为16。 8，带有#pragma pack的sizeof 它是用来调整结构体对齐方式的，不同编译器名称和用法略有不同，VC6中通过#pragma pack实现，也可以直接修改/Zp编译开关。#pragma pack的基本用法为：#pragma pack( n )，n为字节对齐 数，其取值为1、2、4、8、16，默认是8，如果这个值比结构体成员的sizeof值小，那么该成员的偏移量应该以此值为准，即是说，结构体成员的偏移量应该取二者的最小值， 再看示例： #pragma pack(push) // 将当前pack设置压栈保存 #pragma pack(2)// 必须在结构体定义之前使用 struct S1 { char c; int i; }; struct S3 { char c1; S1 s; char c2 }; #pragma pack(pop) // 恢复先前的pack设置 计算sizeof(S1)时，min(2, sizeof(i))的值为2，所以i的偏移量为2，加上sizeof(i) 等于6，能够被2整除，所以整个S1的大小为6。 同样，对于sizeof(S3)，s的偏移量为2，c2的偏移量为8，加上sizeof(c2)等于9，不能 被2整除，添加一个填充字节，所以sizeof(S3)等于10。 9，空结构体的sizeof struct S5 { }; sizeof( S5 ); // 结果为1 10，类的sizeof 类的sizeof值等于类中成员变量所占用的内存字节数。如： **************************************************************** class A { public:           int b;           float c;           char d; }; int main(void) { A object; cout << "sizeof(object) is " << sizeof(object) << endl; return 0 ; } ************************************************************ 输出结果为12（我的机器上sizeof(float)值为4，字节对其前面已经讲过）。 不过需要注意的是，如果类中存在静态成员变量，结果又会是什么样子呢？ ************************************************************ class A { public:           static int a;           int b;           float c;           char d; }; int main() { A object; cout << "sizeof(object) is " << sizeof(object) << endl; return 0 ; } ************************************************************ 16？不对。结果仍然是12. 因为在程序编译期间，就已经为static变量在静态存储区域分配了内存空间，并且这块内存在程序的整个运行期间都存在。 而每次声明了类A的一个对象的时候，为该对象在堆上，根据对象的大小分配内存。 如果类A中包含成员函数，那么又会是怎样的情况呢？看下面的例子 ************************************************************ class A { public:           static int a;           int b;           float c;           char d;           int add(int x,int y)           {             return x+y;           } }; int main() { A object; cout << "sizeof(object) is " << sizeof(object) << endl; b = object.add(3,4); cout << "sizeof(object) is " << sizeof(object) << endl; return 0 ; } ************************************************************ 结果仍为12。 因为只有非静态类成员变量在新生成一个object的时候才需要自己的副本。 所以每个非静态成员变量在生成新object需要内存，而function是不需要的。     2、 sizeof用法总结 在C中，sizeof有着许多的用法，而且很容易引起一些错误。下面根据sizeof后面的参数对sizeof的用法做个总结。 A． 参数为数据类型或者为一般变量。例如sizeof(int),sizeof(long)等等。这种情况要注意的是不同系统系统或者不同编译器得到的结果可能是不同的。例如int类型在16位系统中占2个字节，在32位系统中占4个字节。 B． 参数为数组或指针。下面举例说明. int a[50]; //sizeof(a)=4*50=200; 求数组所占的空间大小 int *a=new int[50];// sizeof(a)=4; a为一个指针，sizeof(a)是求指针                    //的大小,在32位系统中，当然是占4个字节。 C． 参数为结构或类。Sizeof应用在类和结构的处理情况是相同的。但有两点需要注意，第一、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响，因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关。第二、没有成员变量的结构或类的大小为1，因为必须保证结构或类的每一个实例在内存中都有唯一的地址。 下面举例说明， Class Test{int a;static double c};//sizeof(Test)=4. Test *s;//sizeof(s)=4,s为一个指针。 Class test1{ };//sizeof(test1)=1; D． 参数为其他。下面举例说明。    int func(char s[5]);    {     cout<<sizeof(s);//这里将输出4，本来s为一个数组，但由于做为函                      //数的参数在传递的时候系统处理为一个指针，所                      //以sizeof(s)实际上为求指针的大小。     return 1; } sizeof(func(“1234”))=4//因为func的返回类型为int，所以相当于                      //求sizeof(int). 以上为sizeof的基本用法，在实际的使用中要注意分析gcc的分配变量的分配策略，这样的话可以避免一些错误。 在C语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。      例如，下面的结构各成员空间分配情况： struct test  {      char x1;      short x2;      float x3;      char x4; };      结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。 更改C编译器的缺省字节对齐方式      在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件： 　　· 使用伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。      · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。      另外，还有如下的一种方式：      · __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。      · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。 以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。 应用实例 　　在网络协议编程中，经常会处理不同协议的数据报文。一种方法是通过指针偏移的方法来得到各种信息，但这样做不仅编程复杂，而且一旦协议有变化，程序修改起来也比较麻烦。在了解了编译器对结构空间的分配原则之后，我们完全可以利用这一特性定义自己的协议结构，通过访问结构的成员来获取各种信息。这样做，不仅简化了编程，而且即使协议发生变化，我们也只需修改协议结构的定义即可，其它程序无需修改，省时省力。下面以TCP协议首部为例，说明如何定义协议结构。其协议结构定义如下： #pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐 struct TCPHEADER  {      short SrcPort; // 16位源端口号      short DstPort; // 16位目的端口号      int SerialNo; // 32位序列号      int AckNo; // 32位确认号      unsigned char HaderLen : 4; // 4位首部长度      unsigned char Reserved1 : 4; // 保留6位中的4位      unsigned char Reserved2 : 2; // 保留6位中的2位      unsigned char URG : 1;      unsigned char ACK : 1;      unsigned char PSH : 1;      unsigned char RST : 1;      unsigned char SYN : 1;      unsigned char FIN : 1;      short WindowSize; // 16位窗口大小      short TcpChkSum; // 16位TCP检验和      short UrgentPointer; // 16位紧急指针 };  #pragma pack() // 取消1字节对齐方式 Intel和微软和本公司同时出现的面试题 #pragma pack(8) struct s1{ short a; long b; }; struct s2{ char c; s1 d; long long e; }; #pragma pack() 问  1.sizeof(s2) = ? 2.s2的s1中的c后面空了几个字节接着是d? 正确答案: 如果代码: #pragma pack(8) struct S1{     char a;     long b; }; struct S2 {     char c;     struct S1 d;     long long e; }; #pragma pack() sizeof(S2)结果为24. 成员对齐有一个重要的条件,即每个成员分别对齐.即每个成员按自己的方式对齐. 也就是说上面虽然指定了按8字节对齐,但并不是所有的成员都是以8字节对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节. S1中,成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8; S2中,c和S1中的a一样,按1字节对齐,而d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节的空,从第16个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.这样,一共使用了24个字节.                                 a      b S1的内存布局：11**,1111,                                 c       S1.a S1.b             d S2的内存布局：1***, 11**,   1111,   ****11111111 这里有三点很重要: 1.每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度 2.复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度 3.对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐 补充一下,对于数组,比如: char a[3];这种,它的对齐方式和分别写3个char是一样的.也就是说它还是按1个字节对齐. 如果写: typedef char Array3[3]; Array3这种类型的对齐方式还是按1个字节对齐,而不是按它的长度. 不论类型是什么,对齐的边界一定是1,2,4,8,16,32,64....中的一个. 结构对齐是基础知识,这种问题只有一个目的,就是看你对语言细节的了解程度. 在网络通讯,多个模块交互的应用中这种东西是很常见.这一类的东西还有像__stdcall,__cdecl,volatile,mutable这些东西.平常学习中很难遇到,但实际工作中却会用.__stdcall, __cdecl参数传入的顺序从右到左，不同是前者修改的函数的参数stack从被调用者清除，而后者由调用者清除。所以后者编译出来的二进制代码比较前者大。volatile 定义的变量防止被编译器优化掉。 mutable定义的变量一般都非静态或者非常量类成员。它允许常量类成员对其赋值。