结构数组中的内存对齐

Question

我有一个结构数组，定义如下：

struct { int x; char y; } arr[10];

我机器上 int 的大小是 4 个字节，一个 char 是 1 个字节。我知道结构将在内部填充，即数组的每个元素的大小为 8 个字节。但我想知道是否

1) 这是因为int型成员在下一个数组元素中的对齐要求或

2) 是不是因为结构类型变量需要自然对齐，所以每个结构本身都应该在 8 字节边界上对齐。

为了让我的观点更清楚，数组第一个成员的起始地址应该是什么？ 如果它是第二种情况中指出的 8 字节对齐地址，则在定义大型二维数组时可能会出现问题，例如：

int arr[1000][1000];

这里二维数组的每个元素（即每个一维数组）都应该在 4000 字节的边界上对齐。机器可能没有内存孔来满足此内存要求。

Answer 1

我不确定我是否理解你提到的两个选项之间的区别。

C++ 中的每个类型都有一个自然对齐，它的大小是倍数。但对齐不一定等于对象的大小。

例如，一个 int 通常具有 4 个字节的自然对齐，以及 4 个字节的大小。

但是，虽然 1000 个整数数组的大小为 4000 字节，但它仍然只需要 4 字节对齐。

复合类型（结构和数组）只需要与其最对齐的成员相同的对齐方式。一个 1000 个 int 的数组只包含一种类型的对象：int。而且那个类型需要4字节对齐，所以整个数组也只需要4字节对齐。

同样，对于您的示例结构，它的大小（通常）为 8 个字节，但它由一个 int（需要 4 个字节对齐）和一个 char（需要 1 个字节对齐）组成。因此，其任何成员所需的最严格对齐是 4 - 因此结构需要 4 字节对齐