C 结构中的内存对齐：了解大小差异

使用 C 结构时，内存对齐在确定实际大小方面起着至关重要的作用内存中结构体的大小。内存对齐是指将数据结构放置在可被特定边界整除的内存地址中。这确保了高效的数据访问和性能优化。

考虑一个 32 位机器，其中内存对齐通常设置为 4 字节。在这种情况下，由多个无符号短成员组成的结构体，例如：

typedef struct {
    unsigned short v1;
    unsigned short v2;
    unsigned short v3;
} myStruct;

人们预计该结构的内存大小为 8 字节（3 x 2 字节）。但是，sizeof(myStruct) 运算符仅返回 6 个字节。这种差异可以归因于对齐要求。

在第一个示例中，每个短成员占用 2 个字节。由于对齐边界是 4 个字节，因此成员之间不会插入任何填充。因此，总大小保持在 6 个字节。

相反，向结构中引入 int 成员（如下所示）会改变对齐行为：

typedef struct {
    unsigned short v1;
    unsigned short v2;
    unsigned short v3;
    int i;
} myStruct;

在这种情况下，int 成员需要 4 字节对齐边界。为了确保满足此要求，在最后一个无符号短成员 (v3) 和 int 成员 (i) 之间插入 2 个字节的填充。这导致总大小为 12 个字节（shorts 中的 6 个字节的数据、2 个字节的 padding 和 int 中的 4 个字节的数据）。

因此，两个结构之间的内存大小差异来自于其成员类型的对齐要求。在第一个结构中，对齐边界由短成员本身满足，而在第二个结构中，需要额外的填充来满足 int 成员的对齐边界。