C语言结构体大小；结构体嵌套结构体大小的计算方法分析

C语言结构体大小；结构体嵌套结构体大小的计算方法分析！

在了解结构体大小如何计算之前，我们首先得了解结构体的对齐规则：

第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处；其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处；

对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的 较小值

在vs环境下，默认值为8，而gcc没有默认对齐数，对齐数为环境自身大小；结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍；如果有嵌套了结构体的情况，其那套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

结构体的内存对齐就是拿 空间 来 换取 时间 的做法，以此来提升效率！

例如计算以下结构体的大小：

#includevoid test()
{struct S{int a;char b;short c;};printf("结构体S的大小为：%d \n",sizeof(struct S));}int main()
{test();return 0;
}};

其中：a本身大小为4个字节，b的大小为1个字节，c的大小为2个字节，加起来应该是7个字节，但是我们看一下运行结果：

为什么结果会是8呢？这就涉及到我们上面所说的结构体内存对齐的原则了，如图：

我们知道，在a，b，c三个变量中，a是第一个成员，从0处对齐（图中红色部分），b的大小为1，紧接着的4也是1的倍数，因此在4的位置可以直接对齐（图中橙色部分），c的大小为2，5并不是2的倍数，所以向后偏移一位到6的位置对齐（图中绿色部分）。又因为a是最大的为4个字节，所以结构体S中最大对齐数为4，因此，结构体总大小为最大对齐数4的整数倍，正好0 ~ 7是4的整数倍8个字节；

再来看以下结构体的情况：

#includevoid test()
{struct S{int a;char b;int c;short d;};printf("结构体S的大小为：%d \n",sizeof(struct S));
}int main()
{test();return 0;
}

其中，a的大小为4个字节，b的大小为1个字节，c的大小为4个字节，d的大小为2个字节；c为4个字节，d为2个字节，我们同样按照结构体大小对其的方式，来画出分析图：

从图中易知，a为第一个成员，在0处对齐，b大小为1，在4处对齐，c大小为4，5不是4的倍数，因此向后移动3位至8处对齐，d的大小为2，因此在紧接着c并且正好是2的倍数12处对齐，而整个结构体的大小为最大对齐数4的整数倍，14显然不是4的整数倍因此向后移动两位至16处，因此结构体大小为16；

运行结果验证：

下面我们再来看以下结构体嵌套结构体的情况：

#includevoid test()
{struct S{int a;char b;struct S* c;};printf("结构体S的大小为：%d \n",sizeof(struct S));
}int main()
{test();return 0;
}

当结构体中有嵌套了一个结构体的时候，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，我们观察代码易知，嵌套的结构体 ( S* c)中最大对齐数应为 S最大对齐数4；因此画图分析：

由图中易知，第一个成员a大小为4，从0处对齐，第二个成员b大小为1，从1的整数倍4紧接着a对齐，第三个成员是结构体，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，嵌套的结构体 ( S* c)中最大对齐数应为 S最大对齐数4，而5并不是4的倍数，因此向后移动3为至8处对齐；

因此整个结构体的大小为最大对齐数4的倍数，而0~11大小为12，正好是4的倍数，因此本结构体的大小为12；

以下为运行结果验证：