【易錯】C語言結構體記憶體對齊問題
對於一個結構體的位元組數大家有沒有遇到什麼疑問呢？
先看一個結構體：
typedef struct Test
{
char a1;
int a2;
char a3;
short a4;
}Test_T;
在32位編譯系統下這一個結構體的位元組數是多少呢？是1+4+1+2=8位元組嗎？不是的，實際結果為12位元組。為什麼呢？因為編譯器會對不足4位元組的變數空間自動補齊為4個位元組（這就是記憶體對齊），以提高CPU的定址效率（32位CPU以4個位元組步長定址的）。
記憶體對齊是編譯器的“管轄範圍”。編譯器為程式中的每個”資料單元“安排在適當的位置上，以便於能快速的找到每個“資料單元”。對於32bit的CPU，其定址的步長為4個位元組（即unsigned int 位元組長度），這就是常說的“4位元組對齊”。同理，對於64bit的CPU，就有“8位元組對齊”。本文以32位的CPU為例。
請看下面程式碼：
#include <stdio.h>
typedef struct Test
{
char a1;
int a2;
char a3;
short a4;
}Test_T;
int main(void)
{
Test_T T;
printf("\nsizeof(T) = %d\n", sizeof(T));
printf(“a1地址：%d\n”, (unsigned int)&T.a1);
printf(“a2地址：%d\n”, (unsigned int)&T.a2);
printf(“a3地址：%d\n”, (unsigned int)&T.a3);
printf(“a4地址：%d\n”, (unsigned int)&T.a4);
return 0;
}
執行結果為：
可見，正好印證了上述的說法，補齊之後結構體成員a1,a2,a3的地址之間正好相差4個位元組,a3與a4之間相差兩個位元組也是因為在其中多留出了1個空白位元組。該程式的執行結果可形象地描述為下圖：
a1只佔用一個位元組，為了記憶體對齊保留了三個空白位元組；a3和a4加起來共3位元組，為了記憶體對齊保留了1個空白位元組。這就是編譯器儲存變數時做的見不得人的”手腳“，以方便其僱主——CPU能更快地找到這些變數。
PS：上圖中使用的開發環境為MinGW+Notepad++，可移步至下載安裝包，很酷的開發環境哦，可以讓你找到程式設計的感覺。如果閒MinGW配置麻煩，也可移步至下載一款精悍的編譯器。
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