C编程：结构中的填充

Question

我正在使用

processor architecture: x86_64
OS                    : Debian GNU/Linux 9 (stretch) 64-bit
GCC compiler ver.     : 6.3.0

如果我编译这段代码 -

struct test {char a; int b;}
test;
printf("%ld", sizeof(test);

然后输出是 - 8 我假设它是因为 4 个字节填充，我的意思是 1+3+4 现在我尝试了这段代码-

struct test{char a; double b;} 
test;

这给了我 16 个字节，然后我想，可能是因为 8 个字节的填充，即 - 现在我尝试这段代码时是 1+7+8 -

struct test{char a; long double b; char c;}
test;

这给了我 48 个字节

在我使用 gcc 的系统中，int = 4 byte，double = 8 byte，char = 1 byte，long double = 16 byte。

我的问题是这是如何工作的？为什么不是统一的填充？

Answer 1

你用你的第三个结构改变了模式。如果你有第三种结构，你会得到与前两种模式一致的数字：

struct A { char a; int b; };         // 1 +  3 +  4 =  8
struct B { char a; double b; };      // 1 +  7 +  8 = 16
struct C { char a; long double b; }; // 1 + 15 + 16 = 32

现在，当您在 long double 之后放置另一个 char 时，您只需要多一个字节，但编译器会添加另外 15 个字节的填充：

struct D { char a; long double b; char c; }; // 1 + 15 + 16 + 1 + 15?!

我认为您真正想问的问题是，它为什么要这样做？它这样做是因为数组。 C 标准说，数组元素之间永远不能有任何填充。但是为了使内部填充能够保持b 正确对齐到 16 个字节，struct D 本身必须对齐到 16 个字节。如果 struct D 的长度为 33 个字节，则数组 struct D dee[2] 的第二个元素将未对齐。所以编译器必须在struct D 的end 插入更多的填充，使其大小成为对齐的倍数。