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原則一：結(jié)構(gòu)體中元素是按照定義順序一個一個放到內(nèi)存中去的，但并不是緊密排列的。從結(jié)構(gòu)體存儲的首地址開始，每一個元素放置到內(nèi)存中時，它都會認(rèn)為內(nèi)存是以它自己的大小來劃分的，因此元素放置的位置一定會在自己寬度的整數(shù)倍上開始（以結(jié)構(gòu)體變量首地址為0計算）。

例一， 首先系統(tǒng)會將字符型變量a存入第0個字節(jié)（相對地址，指內(nèi)存開辟的首地址）；然后在存放整形變量b時，會以4個字節(jié)為單位進(jìn)行存儲，由于第一個四字節(jié)模塊已有數(shù)據(jù)，因此它會存入第二個四字節(jié)模塊，也就是存入到4~8字節(jié)；同理，存放雙精度實型變量c時，由于其寬度為8，其存放時會以8個字節(jié)為單位存儲，也就是會找到第一個空的且是8的整數(shù)倍的位置開始存儲，此例中，此例中，由于頭一個8字節(jié)模塊已被占用，所以將c存入第二個8字節(jié)模塊。整體存儲示意圖如圖1所示。

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考慮另外一個實例, 例二。

struct X
{
  char a;
  double b;
  int c;
} S2;

在例二中僅僅是將double型的變量和int型的變量互換了位置。測試程序不變，測試結(jié)果卻截然不同，sizeof(S2)=24，不同于我們按照原則一計算出的8+8+4=20，這就引出了我們的第二原則。

原則二：在經(jīng)過第一原則分析后，檢查計算出的存儲單元是否為所有元素中最寬的元素的長度的整數(shù)倍，是，則結(jié)束；若不是，則補齊為它的整數(shù)倍。

例二中，我們分析完后的存儲長度為20字節(jié)，不是最寬元素長度8的整數(shù)倍，因此將它補齊到8的整數(shù)倍，也就是24。這樣就沒問題了。其存儲示意圖如圖2所示。

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掌握了這兩個原則，就能夠分析所有數(shù)據(jù)存儲對齊問題了。再來看幾個例子，應(yīng)用以上兩個原則來判斷。
例三：

struct X
{ 
  double a;
  char b;
  int c;     
} S3;

首先根據(jù)原則一來分析。按照定義的順序，先存儲double型的a，存儲在第0~7個字節(jié)；其次是char型的b，存儲在第8個字節(jié)；接下來是int型的c，順序檢查后發(fā)現(xiàn)前面三個四字節(jié)模塊都被占用，因此存儲在第4個四字節(jié)模塊，也就是第12~15字節(jié)。按照第一原則分析得到16個字節(jié)，16正好是最寬元素a的寬度8的整數(shù)倍，因此結(jié)構(gòu)體變量S3所占存儲空間就是16個字節(jié)。存儲結(jié)構(gòu)如圖3所示。

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例四：

struct X
{ 
  double a;
  char b;
  int c;
  char d;   
} S4;

仍然首先按照第一原則分析，得到的字節(jié)數(shù)為8+4+4+1=17；再按照第二原則補齊，則結(jié)構(gòu)體變量S4所占存儲空間為24。存儲結(jié)構(gòu)如圖4所示：

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例五：

struct X
{ 
 double a;
 char b;
 int c;
 char d;
 int e; 
} S5;

同樣結(jié)合原則一和原則二分析，可知在S4的基礎(chǔ)上在結(jié)構(gòu)體內(nèi)部變量定義最后加入一個int型變量后，結(jié)構(gòu)體所占空間并未增加，仍為24。存儲結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

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例六：
如果將例五中加入的變量e放到第一個定義的位置，則情況就不同了。結(jié)構(gòu)體所占存儲空間會變?yōu)?2。其存儲結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

struct X
{ 
  int e;
  double a;
  char b;
  int c;
  char d;
} S6;

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補充：前面所介紹的都是元素為基本數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)體，那么含有指針、數(shù)組或是其它結(jié)構(gòu)體變量或聯(lián)合體變量時該如何呢？

1. 包含指針類型的情況。只要記住指針本身所占的存儲空間是4(8)個字節(jié)就行了，而不必看它是指向什么類型的指針。
2. 結(jié)構(gòu)體作為成員。 如果一個結(jié)構(gòu)里有某些結(jié)構(gòu)體成員,則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開始存儲.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲.)

參考文檔
結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中的對齊規(guī)則

結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中的對齊規(guī)則
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