Linux C程序中struct的sizeof与内存对齐

"这篇资源主要讨论了Linux环境下的C程序中关于`sizeof`运算符在计算结构体大小时的复杂性，以及结构体成员对齐的规则。文章通过实例展示了结构体成员对齐如何影响结构体的整体大小，并提及了`#pragma pack`指令在调整对齐方式中的作用。" 在C语言中，`sizeof`运算符用于计算类型或变量的大小（以字节为单位）。然而，当应用于结构体时，这个大小不仅取决于各个成员的大小，还与编译器的对齐策略有关。对齐规则确保了数据在内存中的布局能够有效地被处理器访问，提高性能。 例如，考虑以下结构体`struct s`： ```c struct s { char ch; char *ptr; union { short a, b; unsigned int c:2, d:1; }; struct s *next; }; ``` 在这个例子中，`sizeof(struct s)`的结果是16字节，而不是成员大小的简单相加。这是因为在默认对齐规则下，`char`占1字节，`char *`占4字节，`union`可能需要4字节（取决于平台），`struct s *`也是4字节。但是，编译器会在成员之间插入填充字节以满足对齐要求，比如`ptr`后面可能需要3个字节的填充来保持4字节对齐，而`union`和`next`则不需要额外填充，因为它们已经满足了自身的对齐需求。 另一个示例是结构体`struct A`： ```c struct A { int a; char b; double c; }; ``` 在这里，`int`占4字节，`char`占1字节，`double`占8字节。默认情况下，`int`和`double`都需要4字节对齐，因此`b`之后会有3字节的填充，以使`c`的起始地址能被8整除。所以，`sizeof(A)`应该是16字节。 `#pragma pack`是一个编译器指令，用于改变默认的对齐策略。它可以用来指定更小的对齐值，这可能会减少结构体的大小，但可能也会降低访问速度，因为它可能不再符合处理器的最优对齐方式。例如，`#pragma pack(1)`会让所有成员按照1字节对齐，通常用于需要最小化内存使用的情况。 总结来说，理解`sizeof`在结构体中的工作原理，包括成员对齐的影响，对于优化C程序的内存使用和性能至关重要。不同编译器和平台可能有不同的对齐策略，因此开发者需要根据具体环境来考虑这些因素。