面试题：C语言结构体嵌套与对齐

Question

定义如下结构体嵌套： ```c struct Inner { char x; double y; }; struct Outer { struct Inner inner; int z; char w; }; ``` 计算`struct Outer`的大小，并阐述在嵌套结构体场景下对齐规则是如何生效的。

Answer 1

1. 计算struct Outer的大小：

   • 首先分析struct Inner的大小：
     • char x占1字节。
     • double y占8字节。由于结构体对齐规则，char x会补齐到8字节（double类型要求8字节对齐），所以struct Inner大小为8 + 8 = 16字节。
   • 然后看struct Outer：
     • struct Inner inner占16字节。
     • int z占4字节。
     • char w占1字节。int z和char w会补齐到8字节（因为struct Outer整体按double的8字节对齐，struct Inner已经是8字节对齐的，所以struct Outer后续成员也要按8字节对齐）。
     • 所以struct Inner大小为16 + 8 = 24字节。

2. 嵌套结构体场景下对齐规则生效方式：

   • 结构体成员对齐：每个结构体成员的偏移量必须是该成员类型大小的整数倍。例如在struct Inner中，char x占1字节，但为了满足double y的8字节对齐要求，x后会填充7字节。
   • 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。对于struct Outer，其最大成员类型是double（8字节），所以struct Outer的大小是8的整数倍。即使int z和char w加起来不足8字节，也要补齐到8字节，以满足整体对齐要求。

所以struct Outer的大小为24字节。