字節對齊-------結構體、共用體

字節對齊
結構體字節對齊：（結構體成員的數據類型為基本數據類型（int,double,char,short,long等））
結構體的總大小是結構體成員中最寬基本數據類型大小的整數倍
#include<iostream>
using namespace std;
struct S0
{
int a;
char b;
short c;
};
struct S1
{
char b;
int a;
short c;
};
struct S2
{
short d;
char b;
short e;
int a;
short c;
};
void main()
{
S0 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S1 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
S2 s2;
cout << sizeof(s2) << endl;
}
輸出結果：
8
12
16

總結：對于這種成員數據類型都為基本數據類型的結構體：
1.若最寬基本數據類型的成員位置在結構體成員的邊上（最上邊/最下邊），則其它小的數據類型字節數之和與最寬的類型大小對齊（整數倍），而結構體的大小就是最寬的數據類型大小與其它的對其后的大小（整數倍）之和；
如S0:
最寬（大）的類型為int(4字節) 其它：char(1個字節)，short(2個字節) 總共3字節，與int對齊后為4字節，則結構體S0的字節大小為4+4=8 字節
2.若最寬基本數據類型的成員在結構體成員的中間位置，則是最寬的成員的上面和下面分別與最寬數據類型對齊（整數倍），則結構體的大小為3者之和（對齊后的）
如S1：
最寬（大）的類型為int(4字節) 上面：char(1字節) 對齊后占用4字節
下面：short(2字節) 對齊后占用4字節 則結構體的大小為4+4+4=12字節
如S2：
最寬（大）的類型為int(4字節) 上面：short(2字節) + char(1字節) +short(2字節)=5字節 對齊后占用8字節 （4的整數倍）
下面：short(2字節) 對齊后占用4字節 則結構體的大小為8+4+4=16字節

共用體大小：共用最寬的數據類型的空間大小
#include<iostream>
using namespace std;
union S1
{
int a;
long long b;
};

union S0
{
short b[3];
int a;
short c;
};
void main()
{
S0 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S1 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
執行結果：
8
8
分析：
S1;最寬數據類型為long long(8)字節，所以共用這8個字節空間，共用體大小為8字節
S0：最寬數據類型為int(4字節)，但是數組b short(2字節)*3=6字節，向上取4整數倍為8，所以共用8個字節空間

共用體里面包含結構體（或者共用體）
共用體的最大基本數據類型大于或等于其內部結構體（共用體）的在空間大小，則共用最大基本類型的字節空間
#include<iostream>
using namespace std;
struct S0
{
int a;
};
union S1
{
int a;
S0 b;
long long c;
};
void main()
{
S0 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S1 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
輸出：
4
8

共用體的最大基本數據類型小于其內部結構體（或者共用體）的字節空間，則共用結構體（或者共用體）字節空間
#include<iostream>
using namespace std;
struct S0
{
int a;
long long b;
};

union S1
{
int a;
S0 b;
long c;
};
void main()
{
S0 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S1 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
輸出：
16
16

結構體里面包含共用體（或者結構體）
結構體里面的基本數據類型沒有其內部共用體（或者結構體）中的最大基本數據類型大；則遵照結構體中只有基本數據類型的規則向其內部共用體（結構體）中的最大基本數據類型字節數對齊
#include<iostream>
using namespace std;
union S1
{
int a;
};
struct S0
{
short a;
S1 cl;
char b;
};
void main()
{
S1 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S0 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
輸出：
4
12
#include<iostream>
using namespace std;
struct S0
{
int a;
long long b;
};
struct S1
{
int a;
S0 d;
long b;
};
void main()
{
S0 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S1 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
輸出：
16
32

結構體里面的基本數據類型比其內部共用體（或者結構體）中的最大基本數據類型大或者相同，則向結構體里面的最大數據類型對齊（小的加起來對齊時還需加上共用體的大小）
#include<iostream>
using namespace std;
union S1
{
int a;
};
struct S0
{
int a;
S1 cl;
long long b;
};
void main()
{
S1 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S0 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
輸出：
4
16
#include<iostream>
using namespace std;
struct S0
{
char a;
};
struct S1
{
S0 d;
long b;
};
void main()
{
S0 s0;
cout << sizeof(s0) << endl;
S1 s1;
cout << sizeof(s1) << endl;
}
輸出：
1
8