结构的大小看似不正确？ [复制]

Question

我在 C 中声明了这个结构。当我调用sizeof(struct pixel) 时，我被告知这个结构的大小是 12 字节，而我希望它是 7 个字节（1 个用于字符，4 个用于 int）。为什么会这样？

结构：

   struct pixel {
        unsigned char red;
        unsigned char green;
        unsigned int alpha;
        unsigned char blue;
    };

Answer 1

正如其他几位用户所指，是填充问题。见this
我认为你可以减少这个结构的更少是 8 个字节（在 x86 处理器中），或者将 alpha 字段放在开头或结尾

Answer 2

这个想法是为了速度和缓存考虑，操作数应该从与其自然大小对齐的地址中读取。

struct pixel {
    unsigned char red;   // 0
    unsigned char green; // 1
    unsigned int alpha;  // 4 (gotta skip to an aligned offset)
    unsigned char blue;  // 8 (then skip 9 10 11)
};

// next offset: 12

x86 架构始终能够获取未对齐的地址。但是，它的速度较慢，并且当未对齐与两个不同的缓存行重叠时，它会驱逐两个缓存行，而对齐的访问只会驱逐一个。

某些架构实际上必须捕获未对齐的读取和写入，以及 ARM 架构的早期版本（演变为当今所有移动 CPU 的架构）......好吧，它们实际上只是为这些返回了错误的数据。

所以，对齐很重要。

Answer 3

在 C 中，结构成员是对齐的，以实现更快、更安全的内存访问。您的默认对齐方式是 4，因此在 red 和 green 之后跟随 2 个填充字节（4 字节块完成），然后是 4 字节的 alpha 和最后一个字节 blue 再次填充为 4 个字节 -> 3x 4 个字节 = 12 个字节。

您可以通过pragma pack等编译器指令更改此行为。