为什么我的结构元素带有填充字节？

Question

我对结构元素的内存对齐有一个令人困惑的行为。考虑这两种结构：

typedef struct s_inner {
    unsigned long ul1;
    double        dbl1;
    fourth_struct s4;
    unsigned long ul2;
    int           i1;
} t_inner;

typedef struct s_outer {
    other_struct    member1; /* 4-byte aligned, 40 bytes in terms of sizeof() */
    unsigned long   member2;
    t_inner         member3; /* see above */
} t_outer;

当我检查 t_outer 的内存布局时，我可以看到 member1 的元素是 4 字节对齐的，正如我所期望的那样。 member3 的内存布局也符合预期：ul1 附加了 4 个填充字节，因此 dbl1 在 8 字节边界上对齐（在 Win32 上正常）。

但是，当我检查 member2 的内存布局时，我可以看到该成员附加了 4 个填充字节。 谁能解释为什么member2 接收填充字节？我的期望是member2 没有填充。

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编辑 1： 请参阅此内存转储。在填充结构元素之前，我已经 memset'd 整个 t_outer 结构与 p's：

• 红色区域为member1
• 蓝色区域为member2
• 绿色区域为member3
• 黄色区域标记dbl1在member3内的位置

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约束

• 编译器为VS2012
• other_struct 的实际结构在这里应该无关紧要，它是一个 40 字节大小的 4 字节对齐结构
• 我确实不想要该行为的任何解决方法（重新排序、打包等），但要解释为什么会发生这种情况。

Answer 1

VS2012 文档describe its padding behavior。特别是，他们指定struct 的对齐要求是其任何成员的最大对齐要求。成员 member3 的类型 t_inner 具有类型为 double 的成员，具有 8 字节对齐要求，因此 member3 总体具有 8 字节对齐要求（并且，t_outer 也具有 8 -字节对齐要求）。在member2 和member3 之间需要填充以获得member3 的8 字节对齐。

Answer 2

这样 dbl1 在 8 字节边框上对齐

当然。但是，如果结构本身也未与 8 对齐，则该对齐保证意味着 bupkis。这是通常编译器为数据段和堆栈帧的地址选择提供的保证。或者内存分配器。都保证至少与 8 对齐。

但是，当您将结构嵌入到 s_outer 中时，需要在 member3 之前（而不是在 member2 之后）填充这 4 个字节的 字节。

另请注意，结构可以在最后一个成员之后进行填充。当结构存储在数组中时，可能需要确保成员仍然对齐。同样的原因。