结构体嵌套结构体计算大小

### C/C++ 中嵌套结构体的总大小计算

当处理嵌套结构体时，编译器会遵循特定规则来确保数据按照适当的方式对齐。对于给定的例子 `struct s2` 和更复杂的嵌套情况：

#### 基本概念回顾
- **内存对齐**：为了提高CPU访问效率，在某些架构下，不同类型的数据需要存储在特定边界上[^2]。
- **最大对齐数**：指结构体内各成员中最大的自然对齐值。

#### 单一结构体示例分析
考虑如下简单结构体：

struct s2 {
    char ch1;
    int i;
    char ch2;
};

此结构体的实际占用空间并非仅仅是三个字段之和（即 1 + 4 + 1 字节），而是考虑到字节填充后的最终尺寸为8字节[^1]。

#### 复杂嵌套结构体案例解析
假设有一个更为复杂的情形，其中包含另一个结构体作为成员之一，则整体布局将更加微妙。例如：

// 定义内部结构体
struct InnerStruct {
    short a;      // 2 bytes, alignment requirement is 2
};

// 定义外部结构体并嵌入上述内层结构体
struct OuterStruct {
    char b;        // 1 byte, alignment requirement is 1
    double c;      // 8 bytes, alignment requirement is 8 (largest among all members)
    InnerStruct d; // sizeof(InnerStruct)=2 due to padding after 'a'
                   // but must be aligned according to the largest member inside it or itself.
};

在此情况下，`OuterStruct` 的实际大小取决于几个因素：
- 各个独立成员自身的长度及其所需的最小对齐单位；
- 内部子结构体 `InnerStruct` 需要被放置在一个能够满足其最严格对齐需求的位置上；
- 整个外层对象也需要保证可以按需分配足够的额外空白区域以实现正确的结尾对齐。

具体来说，由于 `double` 类型的存在使得整个 `OuterStruct` 至少要有8字节的对齐度；而 `InnerStruct` 虽然本身只需要两字节的空间加上可能的一字节填充用于保持短整型变量 `short a` 正确排列，但在 `OuterStruct` 内它同样受到后者的影响从而占据更多连续地址区间直至达到下一个合适的起始位置。

因此，经过合理安排之后，`sizeof(OuterStruct)` 可能远大于各个组成部分相加的结果，并且确切数值依赖于具体的平台特性以及编译选项设置等因素影响下的默认或自定义对齐策略。