你必须知道的C语言问题（9）

问：如下代码，两个结构体类型成员变量相同，只是成员顺序不同，为什么大小不同？

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>typedef struct _test1{uint8_t a;uint32_t b;uint8_t c;
}test1_t;typedef struct _test2{uint8_t a;uint8_t c;uint32_t b;
}test2_t;int main(int argc, char* argv[])
{printf("sizeof(test1_t): %ld\r\nsizeof(test2_t): %ld\r\n", sizeof(test1_t), sizeof(test2_t));return 0;
}

运行输出：

sizeof(test1_t): 12
sizeof(test2_t): 8

答：变量默认遵循如下对齐规则：一字节的变量不做要求，两字节的变量至少要两字节对齐，四字节变量至少是四字节对齐。什么是字节对齐呢？以四字节对齐为例，就是变量的首地址要是4的倍数。结构体成员变量也要遵守如上的对齐规则，此外结构体的首地址要按最大成员变量对齐，结构体的大小必须是最大成员变量的整数倍。

test1_t类型的结构体它的最大成员变量b是4字节，该结构体一定是4字节对齐的，也就是第一个成员变量a是4字节对齐，第二个变量b也必须是4字节对齐，a和b之间会有3个字节的空隙，c大小是1字节，紧跟在b之后即可，但是test1_t的大小一定是4的倍数，所以c的后面也会有3字节的空隙。总的大小是12字节。

同样的方法分析test2_t类型的结构体，a占1字节，b占1字节，b和c之间有2字节的空隙，c占4字节，总大小8字节。

问：这样结构体成员之间会有空隙浪费空间，有没有办法让各成员紧密排列不留空隙？

答：可用__attribute__((packed))指定结构体成员之间紧密排列，而不按默认对齐方式预留空隙。代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>typedef struct _test1{uint8_t a;uint32_t b;uint8_t c;
} __attribute__((packed)) test1_t ;typedef struct  _test2{uint8_t a;uint8_t c;uint32_t b;
}__attribute__((packed)) test2_t;int main(int argc, char* argv[])
{printf("sizeof(test1_t): %ld\r\nsizeof(test2_t): %ld\r\n", sizeof(test1_t), sizeof(test2_t));return 0;
}

运行输出：

sizeof(test1_t): 6
sizeof(test2_t): 6