c - 仅具有 char 字段的 sizeof c 结构

Question

我了解填充的工作原理。我知道对齐是什么。对我来说奇怪的是，为什么只有 char 字段的结构的大小没有对齐到 4 个字节(最后填充)？我怀疑规范根本无法保证这一点，因此编译器不会那样做。如果是这样的话，我可以引用这样的规则吗？我最感兴趣的是 x86 和 x86-64 架构。

例子:

struct foo {
    char field1;
    char field2;
    char field3;
} foo2;

int main(void)
{
    printf("sizeof=%lu\n", sizeof foo2);
}

输出:sizeof=3

Answer 1

结构的对齐方式必须使其所有字段也正确对齐(尤其是当它们是数组的一部分时)。

由于这里的所有字段都有一个对齐要求，所以这也是结构本身的对齐要求。

换句话说，如果您将其中两个结构并排放置，则任何一个结构中的字段都不会违反对齐要求。

对比一下:

struct moreComplexCase {
    char char1WithAlignment1;
    // 3 byte gap to align below item.
    unint32_t uintWithAlignment4;
    char char2WithAlignment1;
    // 3 byte gap to align structure itself.
}

您会在那里看到两个填充部分。首先是确保 uint32_t 正确对齐(您还应该能够看到结构对齐也需要为四，以便 uint32_t 与给定填充)。

最后的填充是为了确保数组的第二个元素(以及，就此而言，所有后续元素)也将正确对齐。

C 标准本身并没有规定对齐是什么，只是对齐可能存在。例如，早期的 x86 芯片(可能还有当前的芯片)可以很好地处理未对齐的数据(或者可能会慢一点)，而其他架构(例如，早期的 ARM 芯片)如果您尝试这样做，只会崩溃或引发错误.