面试题：C语言中嵌套结构体的内存对齐问题

Question

假设有如下嵌套结构体定义： ```c struct Inner { char a; int b; }; struct Outer { struct Inner inner; short c; }; ``` 请分析`struct Outer`的内存布局，并计算其大小，说明内存对齐的规则在这个嵌套结构体中是如何应用的。

Answer 1

1. 内存布局分析：
   • struct Inner中，char a占1字节，int b占4字节。由于内存对齐规则，char a后会填充3字节，使得struct Inner的大小为8字节（以int的4字节对齐，1 + 3 + 4 = 8）。
   • struct Outer中，包含struct Inner，其大小为8字节，然后是short c占2字节。因为struct Outer整体也要按照最大成员类型（这里是int，4字节对齐），short c后不需要填充，struct Outer的大小为10字节（8 + 2 = 10）。
2. 内存对齐规则应用：
   • 结构体成员对齐：结构体的每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）必须是该成员大小的整数倍。在struct Inner中，a占1字节，偏移量为0，满足1字节对齐；b占4字节，所以a后要填充3字节，使得b的偏移量为4，满足4字节对齐。
   • 结构体整体对齐：结构体的大小必须是其最大成员类型大小的整数倍。在struct Outer中，最大成员类型是int（4字节），struct Inner大小为8字节，short c占2字节，总大小为10字节，满足4字节对齐（10是4的2倍多2字节，但已满足整体对齐要求）。
3. 计算struct Outer大小：
   • struct Outer的大小为10字节。

总结：struct Outer内存布局为struct Inner（8字节）在前，short c（2字节）在后，整体大小为10字节，内存对齐规则按上述方式应用。