struct与union的对齐方式解析

一、Struct 和 Union有下列区别：

1.在存储多个成员信息时，编译器会自动给struct第个成员分配存储空间，struct 可以存储多个成员信息，而union每个成员会用同一个存储空间，只能存储最后一个成员的信息

2.都是由多个不同的数据类型成员组成，但在任何同一时刻，union只存放了一个被先选中的成员，而结构体的所有成员都存在

3.对于union的不同成员赋值，将会对其他成员重写，原来成员的值就不存在了，而对于struct 的不同成员赋值 是互不影响的

注：在很多地方需要对结构体的成员变量进行修改。只是部分成员变量，那么就不能用联合体union，因为union的所有成员变量占一个内存。eg：在链表中对个别数值域进行赋值就必须用struct.
二、实例说明

struct 简单来说就是一些相互关联的元素的集合，说是集合，其实它们在内存中的存放是有先后顺序的，并且每个元素都有自己的内存空间。那么按照什么顺序存放的呢？其实就是按你声明的变量顺序来存放的，下面先看一个例子：

struct sTest

{

int a;  //sizeof(int) = 4

char b;  //sizeof(char) = 1

shot c； //sizeof(shot) = 2

}x;

所以在内存中至少占用 4+1+2 = 7 byte。然而实际中占用的内存并不是7 byte，这就涉及到了字节对齐方式。

union 的不同之处就在于，它所有的元素共享同一内存单元，且分配给union的内存size 由类型最大的元素 size 来确定，如下的内存就为一个double 类型 size ：

union uTest

{

int a;   //sizeof(int) = 4

double b;  //sizeof(double) = 8

char c;  //sizeof(char) = 1
}x;

所以分配的内存 size 就是8 byte。

既然是内存共享，理所当然地，它不能同时存放多个成员的值，而只能存放其中的一个值，就是最后赋予它的值，如：

x.a = 3; x.b = 4.5; x.c = ‘A’;

这样你只看到x.c = ‘A’，而其它已经被覆盖掉，失去了意义。

eg:  Sample联合只包含其中某一个成员，要么是index，要么是price。

union Sample {

   int index;

   double price; };
若   Sample ss; ss.index =10;// 从今往后只能使用ss.index

若   Sample ss; ss.price=14.25;// 从今往后只能使用ss.price

 在union的使用中，如果给其中某个成员赋值，然后使用另一个成员，是未定义行为，后果自负。
struct成员是互相独立的，一个struct包含所有成员。

C/C++ code

struct Example

{

int index;

double price;

};

Example结构包含两个成员，修改index不会对price产生影响，反之亦然。

union的成员共享内存空间，一个union只包含其中某一个成员。

说到这里，大家应该已经明白两者最关键的区别了吧，无非就在于内存单元的分配和使用。然而要灵活地使用struct和union 还是存在许多小技巧的，比如：元素的相关性不强时，完全是可以使用union，从而节省内存size； struct和union还可以相互嵌套。

三、内存对齐方式

union u

{

　double a;

　int b;

};

union u2

{

　char a[13];

　int b;

};

union u3

{

　char a[13];

　char b;

};

cout<<sizeof(u)<<endl; // 8

cout<<sizeof(u2)<<endl; // 16

cout<<sizeof(u3)<<endl; // 13

 　都知道union的大小取决于它所有的成员中，占用空间最大的一个成员的大小。所以对于u来说，大小就是最大的double类型成员a了，所以sizeof(u)=sizeof(double)=8。但是对于u2和u3，最大的空间都是char[13]类型的数组，为什么u3的大小是13，而u2是16呢？关键在于u2中的成员int b。由于int类型成员的存在，使u2的对齐方式变成4，也就是说，u2的大小必须在4的对界上，所以占用的空间变成了16（最接近13的对界）。

　　结论：复合数据类型，如union，struct，class的对齐方式为成员中对齐方式最大的成员的对齐方式。