结构体存储

有人给对齐原则做过总结，具体在哪里看到现在已记不起来，这里引用一下前人的经验（在没有#pragma pack宏的情况下）：

    原则1、数据成员对齐规则：结构（struct或联合union）的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始（比如int在32位机为4字节，则要从4的整数倍地址开始存储）。

    原则2、结构体作为成员：如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。（struct a里存有struct b，b里有char，int，double等元素，那b应该从8的整数倍开始存储。）

    原则3、收尾工作：结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐。

    这三个原则具体怎样理解呢？我们看下面几个例子，通过实例来加深理解。

    例1：struct {
                 short a1;
                 short a2;
                 short a3;
                 }A;


          struct{
                 long a1;
                 short a2;
                 }B;

          sizeof(A) = 6; 这个很好理解，三个short都为2。

          sizeof(B) = 8; 这个比是不是比预想的大2个字节？long为4，short为2，整个为8，因为原则3。

    例2：struct A{
                  int a;
                  char b;
                  short c;
                  };


         struct B{
                  char b;
                  int a;
                  short c;
                  };

       sizeof(A) = 8; int为4，char为1，short为2，这里用到了原则1和原则3。

       sizeof(B) = 12; 是否超出预想范围？char为1，int为4，short为2，怎么会是12？还是原则1和原则3。

   深究一下，为什么是这样，我们可以看看内存里的布局情况。

                 a         b         c
   A的内存布局：1111,     1*,       11

                 b          a        c
   B的内存布局：1***,     1111,   11**

   其中星号*表示填充的字节。A中，b后面为何要补充一个字节？因为c为short，其起始位置要为2的倍数，就是原则1。c的后面没有补充，因为b和c正好占用4个字节，整个A占用空间为4的倍数，也就是最大成员int类型的倍数，所以不用补充。

   B中，b是char为1，b后面补充了3个字节，因为a是int为4，根据原则1，起始位置要为4的倍数，所以b后面要补充3个字节。c后面补充两个字节，根据原则3，整个B占用空间要为4的倍数，c后面不补充，整个B的空间为10，不符，所以要补充2个字节。

   再看一个结构中含有结构成员的例子：

       例3：struct A{
                     int a;
                     double b;
                     float c;
                    };

                struct B{
                     char e[2];
                     int f;
                     double g;
                     short h;
                     struct A i;
                    };

       sizeof(A) = 24; 这个比较好理解，int为4，double为8，float为4，总长为8的倍数，补齐，所以整个A为24。

       sizeof(B) = 48; 看看B的内存布局。

                                 e         f             g                h                                    i 
    B的内存布局：11* *,   1111,   11111111, 11 * * * * * *,        1111* * * *, 11111111, 1111 * * * *

    i其实就是A的内存布局。i的起始位置要为8的倍数，所以h后面要补齐。把B的内存布局弄清楚，有关结构体的对齐方式基本就算掌握了。