c语言 结构体对齐

ARM7架构（基于ARMv4T）的结构体内存对齐遵循以下规则，以确保数据访问的正确性和效率。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正确对齐：

1. ​成员对齐规则
   每个结构体成员的偏移地址必须是其类型大小或编译器默认对齐值（取较小者）的整数倍。

​char（1字节）​：1字节对齐，偏移地址可为任意。
​short（2字节）​：2字节对齐，偏移地址必须是偶数（如0x0, 0x2, 0x4等）。
​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）。
​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）。

2. ​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。
3. ​编译器填充策略
   编译器会在成员之间插入填充字节（Padding），确保下一个成员正确对齐。
   成员顺序影响填充量，合理排列可减少内存占用。
   示例分析

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

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。
​成员顺序优化：合理排列成员可减少填充，节省内存。
​编译器指令：使用#pragma pack(n)或__attribute__((packed))可修改对齐规则，但可能导致性能下降或错误。
验证方法

c
#include <stdio.h>
struct S1 { char a; int b; short c; };
struct S2 { int b; char a; short c; };

int main() {
    printf("S1大小: %zu\n", sizeof(struct S1)); // 输出12
    printf("S2大小: %zu\n", sizeof(struct S2)); // 输出8
    return 0;
}

通过sizeof可验证结构体实际大小，结合调试器查看内存布局。