c语言 结构体对齐

ARM7架构（基于ARMv4T）的结构体内存对齐遵照以下规则，以确保数据访问的精确性和服从。由于ARM7处理器不支持非对齐内存访问，编译器会通过填充字节来保证每个成员精确对齐：

• ​成员对齐规则
  每个结构体成员的偏移所在必须是其范例大小或编译器默认对齐值（取较小者）的整数倍。
  

1. ​char（1字节）​：1字节对齐，偏移地址可为任意。
2. ​short（2字节）​：2字节对齐，偏移地址必须是偶数（如0x0, 0x2, 0x4等）。
3. ​int/指针（4字节）​：4字节对齐，偏移地址必须是4的倍数（如0x0, 0x4, 0x8等）。
4. ​double（8字节）​：在ARM7中通常视为两个4字节字，按4字节对齐（但需根据编译器实现确认）。

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• ​结构体总大小对齐
  结构体的总大小必须是其最大成员对齐值的整数倍。例如，若最大成员是int（4字节对齐），则结构体大小必须是4的倍数，不足时末尾填充字节。
  
• ​编译器填充策略
  编译器会在成员之间插入填充字节（Padding），确保下一个成员精确对齐。
  成员次序影响填充量，合理分列可减少内存占用。
  示例分析
  

1. 示例1：默认成员顺序
2. c
3. struct S1 {
4.     char a;      // 偏移0（1字节对齐）
5.     // 填充3字节（偏移1-3）
6.     int b;       // 偏移4（4字节对齐）
7.     short c;     // 偏移8（2字节对齐）
8. };               // 总大小=8+2=10，但需对齐到4→末尾填充2字节→总大小12字节。
9. 示例2：优化成员顺序
10. c
11. struct S2 {
12.     int b;       // 偏移0（4字节对齐）
13.     char a;      // 偏移4（1字节对齐）
14.     short c;     // 偏移6（填充1字节后，2字节对齐）
15. };               // 总大小=6+2=8，已对齐到4→无需填充。
16. 调整顺序后，结构体大小从12字节降至8字节。

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关键点总结
​硬件限制：ARM7不支持非对齐访问，编译器必须严格对齐。
​成员次序优化：合理分列成员可减少填充，节省内存。
​编译器指令：使用#pragma pack(n)或__attribute__((packed))可修改对齐规则，但大概导致性能下降或错误。
验证方法

1. c
2. #include <stdio.h>
3. struct S1 { char a; int b; short c; };
4. struct S2 { int b; char a; short c; };
6. int main() {
7.     printf("S1大小: %zu\n", sizeof(struct S1)); // 输出12
8.     printf("S2大小: %zu\n", sizeof(struct S2)); // 输出8
9.     return 0;
10. }

复制代码

通过sizeof可验证结构体实际大小，结合调试器查看内存布局。

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