结构体字节对齐规则

先介绍三个概念：自身对齐值、指定对齐值、有效对齐值。

 

自身对齐值：数据类型自己的对齐值，例如char类型的自身对齐值是1，short类型是2；

 

指定对齐值：编译器或程序员指定的对齐值，32位单片机的指定对齐值默认是4；

 

有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中较小的那个。

 

对齐有两个规则：

一、不但结构体的成员有有效对齐值，结构体自己也有对齐值，这主要是考虑结构体的数组，对于结构体或者类，要将其补齐为其有效对齐值的整数倍。结构体的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值；

 

二、存放成员的起始地址必须是该成员有效对齐值的整数倍。

 

举四个例子

 

假如结构体起始地址是0x0000,

成员a的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0000是1的整数倍，故a存放起始地址是0x0000，占一个字节；

成员b的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0001是1的整数倍，故b存放起始地址是0x0001，占一个字节；

成员c的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0002是1的整数倍，故c存放起始地址是0x0002，占一个字节；

成员d的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0003是1的整数倍，故d存放起始地址是0x0003，占一个字节；

 

此时结构体A的有效对齐值是其最大数据成员的自身对齐值，它的成员都是char类型，故结构体A的有效对齐值是1.

结构体A的存储结构以下，其中Y是根据规则1补齐的字节，x是规则2补齐的字节。

 

0x0000	0x00001	0x0002	0x0003
a	b	c	d

 

根据以上规则能够知道其余结构体的存储结构：

结构体B占6个字节

0x0000	0x00001	0x0002	0x0003	0x0004	0x0005
a	x	b	b	c	d

 

结构体C占12个字节

成员a的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0000是1的整数倍，故a存放起始地址是0x0000，占一个字节；

成员b的自身对齐值4，指定对齐值4，因此有效对齐值是4，地址0x0004是4的整数倍，故b存放起始地址是0x0004，占四个字节；

成员c的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0008是1的整数倍，故c存放起始地址是0x0008，占一个字节；

成员d的自身对齐值1，指定对齐值4，因此有效对齐值是1，地址0x0009是1的整数倍，故d存放起始地址是0x0009，占一个字节；

结构体C的成员占据10个字节，而结构体C的有效对齐值是其成员b的自身对齐值4,10不是4的倍数，故还需补齐两个字节，此时结构体C占据12个字节，是4的倍数

以下：

0x0000	0x00001	0x0002	0x0003	0x0004	0x0005	0x0006	0x0007	0x0008	0x0009	0x000A	0x000B
a	x	x	x	b	b	b	b	c	d	Y	Y

 

结构体D占16个字节

0x0000

0x00001

0x0002

0x0003

0x0004

0x0005

0x0006

0x0007

0x0008

0x0009

0x000A

0x000B

0x000C

0x000D

0x000E

0x000F

a

x

x

x

b

b

b

b

b

b

b

b

c

d

Y

Y

代码验证以下：