c语言结构体字节对齐
在 C 语言中，结构体字节对齐（Structure Padding or Alignment）是一种为了提高访问效率而自动插入的空字节（padding bytes）机制。以下是详细解释：
🔧 为什么需要字节对齐
现代处理器通常对特定的数据类型有对齐要求，比如：
int通常需要按 4 字节对齐；short通常需要按 2 字节对齐；char通常对齐要求最低（1 字节）；
未对齐访问可能会带来性能下降，甚至在某些架构（如 ARM）中直接报错。
📐 对齐规则
结构体成员的地址应满足其类型的对齐要求。C 编译器通常遵循以下规则：
结构体每个成员的地址必须是其类型对齐大小的倍数。
结构体的总大小是其最大对齐单位的倍数。
必要时在成员之间或末尾填充空字节。
🧪 示例讲解
#include <stdio.h>struct A {char a; // 1字节int b; // 4字节short c; // 2字节
};
计算大小：
char a占 1 字节；int b需要从 4 字节对齐位置开始，因此填充 3 字节（padding）；int b占 4 字节；short c需要 2 字节对齐，没问题；结构体最大对齐单位是 4（因为 int），所以最后再填充 2 字节使总长度是 4 的倍数。
🔹 最终大小：12 字节
📦 结构体对齐控制方式
1. 使用 #pragma pack(n)
#pragma pack(1) // 取消对齐，所有成员按 1 字节对齐struct A {char a;int b;short c;
};
#pragma pack() // 恢复默认对齐
🔸 此时结构体大小为 7 字节（无填充）。
2. 使用 __attribute__((packed)) （GCC）
struct __attribute__((packed)) A {char a;int b;short c;
};
效果同 #pragma pack(1)，所有成员紧凑排列。
📊 如何查看结构体大小
可以使用 sizeof 运算符：
printf("sizeof(struct A) = %lu\n", sizeof(struct A));
✅ 小结
| 对齐方式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 默认对齐（性能优先） | 访问速度快 | 空间浪费（有填充） |
| 取消对齐（空间优先） | 节省空间 | 访问慢，或可能非法访问 |
根据具体场景（性能 vs 空间）选择是否开启对齐控制。
如需示例测试代码或可视化内存布局，我可以为你补充。