結(jié)構(gòu)體對齊的實際應(yīng)用

例 1：默認對齊 vs #pragma pack(2)

#include <stdio.h>

// 默認對齊（假設(shè)平臺：char=1, short=2, int=4）
struct S1 
{
    char c;    // 地址0（對齊1）
    short s;   // 需對齊2 → 地址1不符合，填充1字節(jié)（地址1），s從地址2開始（占2-3）
    int i;     // 需對齊4 → 地址4開始（占4-7）
};

// 強制2字節(jié)對齊
#pragma pack(2)
struct S2 
{
    char c;    // 地址0（對齊min(1,2)=1）
    short s;   // 對齊min(2,2)=2 → 地址1不符合，填充1字節(jié)（地址1），s從2開始（2-3）
    int i;     // 對齊min(4,2)=2 → 地址4是2的倍數(shù)，直接存放（4-7）
};
#pragma pack()

int main() 
{
    printf("S1大小：%zu\n", sizeof(struct S1));  // 8字節(jié)（1+1+2+4=8，總對齊4）
    printf("S2大小：%zu\n", sizeof(struct S2));  // 8字節(jié)（同上，因總對齊為2，8是2的倍數(shù)）
    return 0;
}

說明：此處S1和S2大小相同，但對齊邏輯不同（S1總對齊 4，S2總對齊 2）。

例 2：#pragma pack(1) 緊湊布局（無填充）

強制 1 字節(jié)對齊，徹底消除填充

#pragma pack(1)
struct S3 
{
    char c;    // 地址0（對齊1）
    int i;     // 對齊min(4,1)=1 → 直接從地址1開始（1-4）
    double d;  // 對齊min(8,1)=1 → 從地址5開始（5-12）
};
#pragma pack()

// 大小計算：1（c） + 4（i） + 8（d） = 13字節(jié)（無任何填充）
printf("S3大小：%zu\n", sizeof(struct S3));  // 13字節(jié)

適用場景：需要精確控制內(nèi)存布局（如協(xié)議解析、硬件寄存器映射），但可能降低訪問性能。

例 3：attribute((packed))（GCC/Clang）

效果等同于#pragma pack(1)

struct S4 
{
    char c;
    int i;
    short s;
} __attribute__((packed));  // 緊湊對齊

// 大小：1 + 4 + 2 = 7字節(jié)（無填充）
printf("S4大小：%zu\n", sizeof(struct S4));  // 7字節(jié)

例 4：attribute((aligned(n))) 提高對齊要求

強制結(jié)構(gòu)體按更大的對齊值布局（常用于需要高效訪問的場景）：

// 要求最小對齊16字節(jié)（即使成員最大對齊值小于16）
struct S5 
{
    int a;  // 4字節(jié)，默認對齊4
    char b; // 1字節(jié)，默認對齊1
} __attribute__((aligned(16)));

// 成員總大小：4 + 1 = 5字節(jié)，需填充11字節(jié)滿足16對齊
printf("S5大小：%zu\n", sizeof(struct S5));  // 16字節(jié)