结构体对齐问题

结构体的成员变量对齐问题：

在嵌入式开发中，多多少少都要遇到这个结构体对齐的问题，特别是某些平台，一不对齐就crash。

还有就是和pc端软件共同协作时，更要统一结构体变量的对齐，否则就牛头不对马嘴了。

今天，就来总结下结构体到底是怎么对齐的。

这个对齐问题可以总结为

两个

问题点：

1. 成员变量的存放起始地址的确定，也就是相对于结构体起始地址的偏移量。

2. 整个结构体变量的大小

在C/C++中，我们可以用

#pragma pack(n)

来定义当前环境的对齐方式（按多少个字节对齐），

我暂且把它叫做

pack

值吧

一、没有指明pack的情况下

当系统没有显示指定pack值时（一般默认按

4字节

对齐），可以认为当前环境的pack值为

max(sizeof(member))

即取所占内存最大的成员变量的字节长度，

如

struct st{
char a;
short b;
int   c;
}

我们可以认定pack值就是sizeof（int），也就是4字节对齐。

ok，现在确定了环境了的pack值后，接下来确定每个成员变量的起始地址

以上面

st

为例，

对于变量a来说，偏移量就是0，这个没什么疑问

对于b，由于b占两个字节，这时候b的起始地址是从多少开始呢？

先引入一个K，K=min(sizeof(mem),pack),这儿就是说K取当前环境pack值和成员变量内存大小之间的较小值。

这儿，sizeof（b）=2，pack为4，则K=2，即b要从2字节对齐的地址存放，由于a占了一字节，所以要空一个字节出来，接下来才是放变量b

同理，c的存放地址是4字节对齐。

确定好所有成员变量的起始地址后，就能确认整个结构体变量的大小了，即就是当前环境pack值的整数倍。

来几个例子：

struct st{
char a;
short b;
int   c;
}
sizeof（struct st）= 8

struct st{
short a;
short b;
int   c;
}
sizeof（struct st）= 8

struct st{
short a;
char b;
double c;
}
sizeof（struct st）= 16

二、当指定了pack值时

如#pragma pack(N)，则要比较下到底该用几字节对齐。新的环境pack值为：pack=min(N,max(sizeof(mem)))

举例说明，#pragma pack(4)，还是以上面的st结构体为例，可以得出pack=min(4,4),还是4.

巧合？。。。那我们定义#pragma pack(1) 呢？则pack=min(1,4) pack就为1了，也就是1一字节对齐。

确定pack后，怎么算成员变量的起始地址和结构体大小就和上面一样了。

例子：

#pragma pack(1)
struct st{
short a;
char b;
double c;
}
sizeof（struct st）= 11

说明：

1、当成员变量是数组时，把数组当成多个变量来看，而不要看做一个整体。

如：

struct st{
char a[3];
int  b;
}

把数组当成3个char型的变量就行了。

2、

#define    OFFSET(Type, member)                  (size_t)&( ((Type*)0)->member)

这个宏可以求出成员变量相对于结构体的偏移量