面试题：C语言结构体对齐基础问题

Question

请解释C语言中结构体成员的对齐规则，并且分析以下结构体占用的内存大小：struct { char a; int b; short c; } testStruct;

Answer 1

1. C语言中结构体成员的对齐规则：
   • 结构体成员的对齐是为了提高内存访问效率。
   • 每个成员按其自身的对齐字节数（一般为其类型大小，例如char为1字节，short为2字节，int通常为4字节，double通常为8字节等）进行对齐。
   • 结构体的整体大小为其最大对齐字节数成员大小的整数倍。
   • 结构体的起始地址也必须是其最大对齐字节数成员大小的整数倍。
2. 分析struct { char a; int b; short c; } testStruct;占用的内存大小：
   • char a：char类型占1字节。
   • int b：int类型一般占4字节，由于char只占1字节，为了满足int的对齐要求（4字节对齐），在a后需要填充3字节，此时从a开始到b共占4字节。
   • short c：short类型占2字节，由于前面b已经是4字节对齐，c从第8字节开始存储，c占2字节。
   • 整个结构体的最大对齐字节数是int的4字节，此时结构体总大小为1 + 3（填充）+ 4（b）+ 2（c）= 10字节，10不是4的整数倍，需要再填充2字节，使其大小为12字节，满足最大对齐字节数的整数倍。

所以，struct { char a; int b; short c; } testStruct;占用12字节内存。