C struct padding
常有这样的面试题，给出如下struct，并问test占多少字节
struct example0 {
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
struct example0 test = {1,1,1,1};这是一种比较常见的面试题，今天看了不少资料，结合前任的分析，做一个小笔记。
首先这篇文章中的一些概念介绍的比较清楚， 结构体的对齐包含以下两层含义：
1.结构体内各个数据成员内存对齐（data alignment）
2.结构体总长度填充（data structure padding）
数据成员内存对齐指的是在内存中存放数据时，要在以字长的整数倍为起始位置，因为这样有利于CPU高效的读写内存。 现代CPU在读写内存时都是以字为单位进行读写，32为机器上一次读写4个字节，现在假设要读取一个int数据x=1234（4字节）， 假设x在内存存储如下：
即x是内存对齐的，那么CPU在读它的时候，直接读取一次，只读0–3这四个字节就可以了，但是如果x在内存中这样存储：
那么，同样是读取x，这一次CPU不得不读两次，第一次0–3这个字节，第二次4–7，时间上的开销无形之中多了一倍。
关于结构体总长度填充，这个问答上说的 可能比较靠谱，即是为了结构数组中的每一个都能在开始的时候内存对齐，否则不论你内部对齐的多么牛逼，万一开始就在一个不对齐的 地方，那么内部的对齐也就没有意义了。我感觉这里之所以不得不在末尾填充，就是因为数组在内存中连续存储的。
介绍完概念，就该介绍方法了。这篇博客在对齐的方法上给了我不少启发， 当然，想要获得结构体的总长度，首先需要知道各个基本类型的长度，下面的程序在我本机（64位windows）上调通并且执行结果在注释中：
#include<stdio.h>
//#pragma pack(2)
//这里注释掉的这句就是人工干预对齐模式，而不是编译器自动处理
int main()
{
printf("sizeof(char) = %d\n", sizeof(char));
printf("sizeof(char*) = %d\n", sizeof(char*));
printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));
printf("sizeof(int) = %d\n", sizeof(int));
printf("sizeof(int*) = %d\n", sizeof(int*));
printf("sizeof(float) = %d\n", sizeof(float));
printf("sizeof(long) = %d\n", sizeof(long));
printf("sizeof(unsigned long) = %d\n", sizeof(unsigned long));
printf("sizeof(long long) = %d\n", sizeof(long long));
printf("sizeof(double) = %d\n", sizeof(double));
printf("sizeof(double*) = %d\n", sizeof(double*));
printf("sizeof(long double) = %d\n", sizeof(long double));
system("pause");
/* output
sizeof(char) = 1
sizeof(char*) = 4
sizeof(short) = 2
sizeof(int) = 4
sizeof(int*) = 4
sizeof(float) = 4
sizeof(long) = 4
sizeof(unsigned long) = 4
sizeof(long long) = 8
sizeof(double) = 8
sizeof(double*) = 4
sizeof(long double) = 12
*/
}接着就是下面的不同的结构体的计算了，在下面的程序中，用-表示用无用字符填充，即占位，| 则表示是当前类型占用，是实际使用的字节
#include<stdio.h>
struct example0 {
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
struct example1
{
short a;
long b;
};
struct naturalalign
{
char a;
short b;
char c;
};
struct naturalalign2
{
char a;
int b;
char c;
};
struct example2{
char a;
int b;
float c;
double d;
};
struct example3{
char a;
double b;
};
struct example4{
char a;
double b;
int c;
};
int main()
{
// ref:http://www.cnblogs.com/motadou/archive/2009/01/17/1558438.html
// ref:http://blog.csdn.net/yuucyf/article/details/7872502
// - means fulfilled by useless byte
// | means in use.
struct example0 e0 = {1,1,1,1};
/*
struct example0 {
char x1;
short x2;
float x3;
char x4;
};
0 x1
1 -
2 x2
3 |
4 x3
5 |
6 |
7 |
8 x4
9 -
10 -
11 -
12
*/
printf("sizeof(e0)=%d\n", sizeof(e0));
struct example1 e1 = {1,1};
/*
struct example1
{
short a;
long b;
};
0 a
1 |
2 -
3 -
4 b
5 |
6 |
7 |
8
9
10
11
12
*/
printf("sizeof(e1)=%d\n", sizeof(e1));
struct naturalalign na = {1,1,1};
/*
struct naturalalign
{
char a;
short b;
char c;
};
0 a
1 |
2 b
3 |
4 c
5 |
6
7
8
9
10
11
12
*/
printf("sizeof(na)=%d\n", sizeof(na));
struct naturalalign2 na2 = {1,1,1};
/*
struct naturalalign2
{
char a;
int b;
char c;
};
0 a
1 |
2 -
3 -
4 b
5 |
6 |
7 |
8 |
9 c
10 -
11 -
12 -
*/
printf("sizeof(na2)=%d\n", sizeof(na2));
struct example2 e2 = {1,1,1,1};
/*
struct example2{
char a;
int b;
float c;
double d;
};
0 a
1 -
2 -
3 -
4 b
5 |
6 |
7 |
8 c
9 |
10 |
11 |
12 -
13 -
14 -
15 -
16 d
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24
*/
printf("sizeof(e2)=%d\n", sizeof(e2));
struct example3 e3 = {1,1};
/*
struct example3{
char a;
double b;
};
0 a
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 b
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 -
*/
printf("sizeof(e3)=%d\n", sizeof(e3));
struct example4 e4 = {1,1,1};
/*
struct example4{
char a;
double b;
int c;
}
0 a
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 b
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 -
17 c
18 |
19 |
20 |
21 -
22 -
23 -
24
*/
printf("sizeof(e4)=%d\n", sizeof(e4));
/* output
sizeof(e0)=12
sizeof(e1)=8
sizeof(na)=6
sizeof(na2)=12
sizeof(e2)=24
sizeof(e3)=16
sizeof(e4)=24
*/
system("pause");
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