为什么结构中只有"char"类型的成员没有填充？

Question

我char在结构中只声明了类型成员.

#include <stdio.h>

struct st
{
    char c1;
    char c2;
    char c3;
    char c4;
    char c5;
};

int main() {
    struct st s;
    printf("%zu\n", sizeof(s));
    return 0;
}

输出: [ 现场演示 ]

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那么,为什么结构中只有char类型成员没有填充？

Answer 1

填充是为了强制对齐 requeriments.如果成员位于可被其大小整除的地址,则称该成员与其大小对齐.

在您的示例中不需要填充,因为st结构的所有成员已经与其大小对齐,即:每个成员的地址st已经可以被其大小整除.所有成员都是类型char,a的大小char是1.如果成员的大小为1,则该成员始终与其大小对齐,因为任何地址都可以被1整除.

Answer 2

结构中的填充(大多数)存在以强制各个成员符合其基本对齐要求,即(C11 3.2p1):

要求特定类型的对象位于存储边界上,其地址是字节地址的特定倍数

结构的中间和末端的填充用于确保即使在这些结构的阵列内,每个构件仍将根据它们的对准要求对准.C11 6.2.8p1:

完整对象类型具有对齐要求,这些要求对可以分配该类型的对象的地址施加限制.对齐是实现定义的整数值,表示可以分配给定对象的连续地址之间的字节数.对象类型对该类型的每个对象强制对齐要求:可以使用_Alignas关键字请求更严格的对齐.

现在,每个其他类型的对齐要求都是实现定义的,但有一点是隐含的:因为对齐要求表示为size_t; sizeof (char)是1,并且指向字符类型的指针可用于处理其他类型的每个单独字符,字符类型不能具有大于1的基本对齐要求.令人惊讶的是,这在C标准中根本没有说明; 它只是这个模糊的措辞(C11 6.2.8p6):

类型char,signed char和,unsigned char应具有最弱的对齐要求.

由于对齐char最多为1,编译器不需要添加任何填充,因为即使结构正好是5个字节长,那么即使在数组中,某些结构从奇数地址开始,这些结构的每个成员都会仍然适当对齐.