[c] 数据对齐

上周面试一个题目，考察的是 c 语言数据结构里面的对齐，题目如下：

struct S {
    char a;
    short b;
    int c;
}

在 32 位机器上占用的空间大小是多少？

答案： 8

想必大家都知道这个答案，而且原因大家也都清除，但是我不太确定有多少人知道详细的内存布局？

假如 S 的地址空间从 0x0000 开始， a 跟 c 的地址分别为 0x0000 和 0x0004 也都有问题，那 b 的地址为多少，是 0x0001 还是 0x0002?

答案： 0x0002

这里需要理解以下几个概念：

• 数据类型自身对齐值： char 为 1， short 为 2， int 为 4。
• 结构体的自身对齐值： 成员中自身对齐值最大的那个值。本例中为 4。
• 指定对齐值：#pragma pack (value) 指定对齐值的 value，在 32 位机器上默认是 4，当然也可以自己设定。
• 数据成员有效对齐值：即 数据类型自身对齐值 和 指定对齐值 的最小值。

而有效对齐值是最终用来决定数据存放地址的值。假设有效对齐为N，就是表示“对齐在N上”，也就是说该数据的“存放起始地址%N=0”。数据结构中的数据变量都是按定义的先后顺序排放的。

此题中，成员变量 b 的有效对齐值为 2， 而 0x0002 % 2 == 0， 所以 b 的地址为 0x0002。