结构中的C Sizeof char [] [关闭]

Question

我知道填充是什么以及对齐的工作原理。给定以下结构：

typedef struct {
char word[10];
short a;
int b;  
} Test;

我不明白 C 如何解释和对齐结构内的 char 数组。应该是9个字符+终止符，最长的应该是这样的：

| - _ - _ - _ - _ - word - _ - _ - _ - _ - |
| - a - | - _ - b - _ - | padding the remaining 4 bytes

“-”代表一个字节，“_”分隔字节。所以我们有 10 字节长的字、2 字节长的 a 和 4 字节长的 b 以及 4 字节的填充。但是当我打印 sizeof(Test) 它返回16。

编辑：我明白了。

Answer 1

在结构中

struct {
    char word[10];
    short a;
    int b;  
}

您有以下要求：

• a 需要一个均匀的偏移量。由于 char 数组在其长度之前是偶数，因此不需要填充。所以a 位于偏移量 10。
• b 需要一个可以被 4 整除的偏移量。12 可以被 4 整除，所以 12 是 b 的一个很好的偏移量。

• 整个结构需要一个可以被4整除的大小，因为这个结构的数组中的每个b都需要有上述要求。但由于我们目前的尺寸为 16，我们不需要任何填充。

  WWWWWWWWWWAABBBB |-- 10 --| 2 4 = 16

比较一下

struct {
    char word[11];
    short a;
    int b;  
}

这里，a 的偏移量为 11。这是不允许的，因此插入了填充。 a 的偏移量为 12 即可。

b 然后将获得 14 的偏移量，这也是不允许的，因此添加了 2 个字节。 b 的偏移量为 16。整个结构的大小为 20，这对于数组中的所有后续项都很好。

WWWWWWWWWWW.AA..BBBB
|--  11 --|1 2 2   4 = 20

第三个例子：

struct {
    char word[11];
    int b;  
    short a;
}

（注意更改的顺序！）

b 对偏移量 12 感到满意（它得到 1 个填充字节）， a 对偏移量 16 感到满意。（之前没有填充。）

然而，在结构体之后，添加了 2 个字节的填充，使结构体与 4 对齐。

WWWWWWWWWW..BBBBAA..
|-- 10 --| 2   4 2 2 = 20

Answer 2

在：

struct
{
    char word[10];
    short a;
    int b;  
}

给定两字节short和四字节int，结构在内存中布局：

抵消成员 0 字[0] 1 个字[1] 2 字[2] 3 字[3] 4字[4] 5字[5] 6字[6] 7字[7] 8字[8] 9字[9] 10个 11个 12 乙 13 乙 14 乙 15 乙

要获得问题中描述的布局，其中a 和b 重叠word，您需要在struct 内使用union：

typedef union
{
    char word[10];
    struct { short a; int b; };
} Test;

Answer 3

通常，每个变量都会在其大小的边界上对齐。
（除非应用了 packed 等属性）

完整的讨论在Wikipedia，其中部分内容是：

一个字符（一个字节）将是 1 字节对齐的。
一个短的（两个字节）将是 2 字节对齐的。
一个 int（四个字节）将是 4 字节对齐的。
long（四个字节）将是 4 字节对齐的。
浮点数（四个字节）将是 4 字节对齐的。
双精度（8 字节）将在 Windows 上对齐 8 字节，在 Windows 上对齐 4 字节 Linux（8 字节，带有 -malign-double 编译时间选项）。
long long（8 个字节）将 4 字节对齐。

所以你的结构布局为：

typedef struct {
char word[10];
// Aligned with beginning of structure; takes bytes 0-9

short a;
// (assuming short is 2-bytes)
// Previous member ends on byte 9, this one starts on byte-10.
// Byte 10 is a multiple of 2, so no padding necessary
// Takes bytes 10 and 11

int b;        
// Previous member ends on byte 11, next byte is 12, which is a multiple of 4.  
// No padding necessary
// Takes bytes 12, 13, 14, 15.
} Test;

总大小：16 字节。

如果你想玩它，把你的字数组改成 9 或 11 字节， 或者颠倒你的short和int的顺序，你会看到结构的大小发生了变化。