如何計(jì)算結(jié)構(gòu)體的大小
作者：曾宏安，華清遠(yuǎn)見嵌入式學(xué)院高級(jí)講師。
運(yùn)算符sizeof可以計(jì)算出給定類型的大小，對(duì)于32位系統(tǒng)來說，sizeof(char) = 1; sizeof(int) = 4。基本數(shù)據(jù)類型的大小很好計(jì)算，我們來看一下如何計(jì)算構(gòu)造數(shù)據(jù)類型的大小。
C語言中的構(gòu)造數(shù)據(jù)類型有三種：數(shù)組、結(jié)構(gòu)體和共用體。
數(shù)組是相同類型的元素的集合，只要會(huì)計(jì)算單個(gè)元素的大小，整個(gè)數(shù)組所占空間等于基礎(chǔ)元素大小乘上元素的個(gè)數(shù)。
結(jié)構(gòu)體中的成員可以是不同的數(shù)據(jù)類型，成員按照定義時(shí)的順序依次存儲(chǔ)在連續(xù)的內(nèi)存空間。和數(shù)組不一樣的是，結(jié)構(gòu)體的大小不是所有成員大小簡(jiǎn)單的相加，需要考慮到系統(tǒng)在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體變量時(shí)的地址對(duì)齊問題�？聪旅孢@樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)體：
struct stu1
{
int i;
char c;
int j;
}；
先介紹一個(gè)相關(guān)的概念——偏移量。偏移量指的是結(jié)構(gòu)體變量中成員的地址和結(jié)構(gòu)體變量地址的差。結(jié)構(gòu)體大小等于最后一個(gè)成員的偏移量加上最后一個(gè)成員的大小。顯然，結(jié)構(gòu)體變量中第一個(gè)成員的地址就是結(jié)構(gòu)體變量的首地址。因此，第一個(gè)成員i的偏移量為0。第二個(gè)成員c的偏移量是第一個(gè)成員的偏移量加上第一個(gè)成員的大小（0+4）,其值為4；第三個(gè)成員j的偏移量是第二個(gè)成員的偏移量加上第二個(gè)成員的大�。�4+1）,其值為5。
實(shí)際上，由于存儲(chǔ)變量時(shí)地址對(duì)齊的要求，編譯器在編譯程序時(shí)會(huì)遵循兩條原則：一、結(jié)構(gòu)體變量中成員的偏移量必須是成員大小的整數(shù)倍（0被認(rèn)為是任何數(shù)的整數(shù)倍） 二、結(jié)構(gòu)體大小必須是所有成員大小的整數(shù)倍。
對(duì)照第一條，上面的例子中前兩個(gè)成員的偏移量都滿足要求，但第三個(gè)成員的偏移量為5，并不是自身(int)大小的整數(shù)倍。編譯器在處理時(shí)會(huì)在第二個(gè)成員后面補(bǔ)上3個(gè)空字節(jié)，使得第三個(gè)成員的偏移量變成8。
對(duì)照第二條，結(jié)構(gòu)體大小等于最后一個(gè)成員的偏移量加上其大小，上面的例子中計(jì)算出來的大小為12，滿足要求。
再看一個(gè)滿足第一條，不滿足第二條的情況
struct stu2
{
int k;
short t;
}；
成員k的偏移量為0；成員t的偏移量為4，都不需要調(diào)整。但計(jì)算出來的大小為6，顯然不是成員k大小的整數(shù)倍。因此，編譯器會(huì)在成員t后面補(bǔ)上2個(gè)字節(jié)，使得結(jié)構(gòu)體的大小變成8從而滿足第二個(gè)要求。由此可見，大家在定義結(jié)構(gòu)體類型時(shí)需要考慮到字節(jié)對(duì)齊的情況，不同的順序會(huì)影響到結(jié)構(gòu)體的大小。對(duì)比下面兩種定義順序
struct stu3
{
char c1;
int i;
char c2;
}
struct stu4
{
char c1;
char c2;
int i;
}
雖然結(jié)構(gòu)體stu3和stu4中成員都一樣，但sizeof(struct stu3)的值為12而sizeof(struct stu4)的值為8。
如果結(jié)構(gòu)體中的成員又是另外一種結(jié)構(gòu)體類型時(shí)應(yīng)該怎么計(jì)算呢？只需把其展開即可。但有一點(diǎn)需要注意，展開后的結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)成員的偏移量應(yīng)當(dāng)是被展開的結(jié)構(gòu)體中最大的成員的整數(shù)倍�？聪旅娴睦樱�
struct stu5
{
short i;
struct
{
char c;
int j;
}ss;
int k;
}
結(jié)構(gòu)體stu5的成員ss.c的偏移量應(yīng)該是4，而不是2。整個(gè)結(jié)構(gòu)體大小應(yīng)該是16。
