为什么联合和内部结构添加填充？答案

【问题标题】：Why does union & inner struct add padding?为什么联合和内部结构添加填充？
【发布时间】：2018-02-10 13:30:21
【问题描述】：

在 amd64 上，以下结构的大小为 16 个字节：

typedef struct _my_struct {
    void *a;
    UINT32 b;
    UINT16 c;
    UINT8 d;
    UINT8 e;
} my_struct;

但是当我把前三个变量放在一个联合中时，大小变成了 24。为什么？

typedef struct _my_struct {
    union {
        struct {
            void *a;
            UINT32 b;
            UINT16 c;
        } my_inner;
        struct {
            void **f;
        } my_inner2;
    }
    UINT8 d;
    UINT8 e;
} my_struct;

【问题讨论】：

联合无关。这是导致填充的内部结构。
这是我的问题的一个过于简单的例子。当然，在我的真实结构中，联合中有很多东西。
你为什么要介绍 1 个东西的 union？

标签： c padding unions

【解决方案1】：

您正在创建一个新的结构类型 (my_inner)。编译器向该结构添加填充，使其大小变为 16 字节（对于 amd64）。然后它向外部结构类型 (my_struct) 添加填充，使其大小增长到 24 字节。

【讨论】：

打包内部结构会有性能问题吗？
我不这么认为，因为所有成员仍然会根据他们的类型自然对齐。但与往常一样，如果你想确定的话，你应该进行分析。
@NickBanks 编译器在结构的末尾添加了填充，因此它与数组中的相同结构兼容。
@NickBanks 因为它指定结构将在任何地方出现相同的布局。否则你会在复制东西时遇到麻烦。这种疯狂是有办法的！
@Persixty 是的，在这种情况下已经没有内部填充，因为即使没有填充，所有成员都是对齐的，唯一的填充在末尾。所以打包结构可能不会影响性能

【解决方案2】：

仅供参考，不增加整体尺寸的最简单解决方案是执行以下操作：

typedef struct _my_struct {
    union {
        struct {
            void *a;
            UINT32 b;
            UINT16 c;
        } my_inner;
        struct {
            void **f;
        } my_inner2;
        struct {
            UCHAR __PADDING[sizeof(void*) + sizeof(UINT32) + sizeof(UINT16)];
            UINT8 d;
            UINT8 e;
        };
    }
} my_struct;

它不漂亮，但它实现了我想要的，无需打包任何东西。

【讨论】：