c - 为什么在最后一个大小为 1 字节的成员之后需要填充

Question

我读到字符是一种特殊情况，它们在单个机器字内的任何地方都同样昂贵，因此它们没有首选对齐方式。

根据上面的说法，Struct_1 和Struct_2 的大小都应该是 5 个字节。 Struct_1 按预期占用 5 个字节，但 Struct_2 占用 8 个字节。

请解释一下这背后的原因。

更进一步，我在 Struct_2 中打印了各个成员的地址。它确认在最后一个成员 char g 之后添加了填充空间。

为什么最后一个成员的末尾需要填充？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct Struct_1 {
    char a;
    char b;
    char c;
    char d;
    char e;
} Struct_1;

typedef struct Struct_2 {
    int  f;
    char g;
} Struct_2;

int main(void) {
    Struct_2 strc2;

    printf("\tsizeof(Struct_1): %ld\n", sizeof(Struct_1));
    printf("\tsizeof(Struct_2): %ld\n", sizeof(Struct_2));

    printf("\tsizeof(strc2.f) : %ld\n\n", sizeof(strc2.f));

    printf("\t&(strc2.f) = %p\n", &(strc2.f));
    printf("\t&(strc2.g) = %p\n", &(strc2.g));

    return (0);
}

以上代码的输出:

sizeof(Struct_1): 5 
sizeof(Struct_2): 8 
sizeof(strc2.f) : 4 

&(strc2.f) = 0x7ffe07b08c50 
&(strc2.g) = 0x7ffe07b08c54

Answer 1

结构也必须根据最大元素的大小对齐(此处为int)。请记住，您可以有一个结构数组，因此每个元素都必须对齐，考虑到具有最大尺寸的元素。

考虑内存中连续的 Struct_2。

100 f1
101 f2
102 f3
103 f4
104 g1
105 padding since f has to be aligned at an address divisible by 4
106 padding since f has to be aligned at an address divisible by 4
107 padding since f has to be aligned at an address divisible by 4
108 f1
......