C编程: padding in structure

Question

我正在使用

processor architecture: x86_64
OS                    : Debian GNU/Linux 9 (stretch) 64-bit
GCC compiler ver.     : 6.3.0

如果我编译这段代码 -

struct test {char a; int b;}
test;
printf("%ld", sizeof(test);

然后输出是 - 8 我假设它是因为 4 字节填充，我的意思是 1+3+4现在我尝试了这段代码-

struct test{char a; double b;} 
test;

这给了我 16 个字节，然后我想，可能是因为 8 个字节的填充，即-当我尝试这段代码时现在是 1+7+8-

struct test{char a; long double b; char c;}
test;

这给了我 48 个字节

在我使用 gcc 的系统中，int = 4 字节，double = 8 字节，char = 1 字节，long double = 16 字节。

我的问题是这是如何运作的？为什么不统一填充？

Answer 1

你用你的第三个结构改变了模式。如果您改用第三种结构，您将获得与前两种结构一致的数字:

struct A { char a; int b; };         // 1 +  3 +  4 =  8
struct B { char a; double b; };      // 1 +  7 +  8 = 16
struct C { char a; long double b; }; // 1 + 15 + 16 = 32

现在，当您在 long double 之后放置另一个 char 时，您只需要再一个字节，但编译器会添加另一个15 个字节的填充:

struct D { char a; long double b; char c; }; // 1 + 15 + 16 + 1 + 15?!

我认为您真正想问的问题是，它为什么要这样做？它这样做是因为数组。 C 标准规定数组元素之间永远不能有任何填充。但是为了使内部填充保持 b 正确对齐到 16 字节，struct D 本身必须对齐到 16 字节。如果 struct D 的长度为 33 个字节，则数组 struct D dee[2] 的第二个元素将错位。因此，编译器必须在 struct D 的末尾插入更多填充，以使其大小为其对齐的倍数。