Question

我在结构中只声明了char个类型的成员。

#include <stdio.h>

struct st
{
    char c1;
    char c2;
    char c3;
    char c4;
    char c5;
};

int main() {
    struct st s;
    printf("%zu\n", sizeof(s));
    return 0;
}

输出 [Live Demo]

那么，为什么结构中只有char类型成员没有填充？

Answer 1

Padding是强制执行 alignment requeriments。如果成员位于可被其大小整除的地址，则称该成员对齐（其大小）。

您的示例中不需要填充，因为st结构的所有成员已经与其大小对齐，即：st的每个成员的地址已经可以被其大小整除。所有成员的类型为char，char的大小为 1 。如果成员的大小为 1 ，则该成员始终与其大小对齐，因为任何地址都可以被 1 整除。

Answer 2

结构中的填充存在（主要是），以强制个别成员与其基本对齐要求对齐，即（{{ 3}}）：

要求特定类型的对象位于存储边界上，其地址是字节地址的特定倍数

结构中间和末端的填充用于确保即使在这些结构的数组中，每个成员仍将根据其对齐要求对齐。 C11 3.2p1：

完整对象类型具有对齐要求，这些要求对可以分配该类型的对象的地址施加限制。对齐是实现定义的整数值，表示可以分配给定对象的连续地址之间的字节数。对象类型对该类型的每个对象强制对齐要求：可以使用_Alignas关键字请求更严格的对齐。

现在，每个其他类型的对齐要求都是实现定义的，但有一点是隐含的：因为对齐要求用size_t表示; sizeof (char)为1，并且指向字符类型的指针可用于处理其他类型的每个单独字符，字符类型不能具有大于1的基本对齐要求。令人惊讶的是，这在C标准中并未详细说明。所有;它只是这个模糊的措辞（C11 6.2.8p1）：

类型char，signed char和unsigned char应具有最弱的对齐要求。

由于char的对齐最多为1，编译器不需要添加任何填充，因为即使结构正好是5个字节长，那么即使在数组中也是如此一些结构从奇数地址开始，这些结构的每个成员仍然可以正确对齐。

Answer 3

某些类型，如果正确对齐，则具有更好的性能/稳定性等。当这种类型的变量后面有其他变量使其起始位置“未对齐”时，编译器可能决定添加填充，以便对齐进展顺利。这都是可选的，当然你没有必要的是字节（char）。

如果您编写这样的结构，您将更有可能观察填充：

struct pad{
    int8_t a;
    int64_t b;
};
assert(sizeof(struct pad) == 16);

其内存布局应如下所示：

|---|-------|---------|
| 1 |   7   |    8    |
|---|-------|---------|
byte|padding|64-bit int

然后再次，不需要对齐字节，因为它们是最小的存储单元。

为什么结构中没有填充只用于＆＃34; char＆＃34;类型成员？

3 个答案: