C 可避免的填充物，包括；“不完整”；结构

我试图给出一个“逻辑”反例，表明根据结构成员的大小对其进行排序可以最大限度地减少填充，但在我看来这是不合逻辑的

想象一下下面的结构：

struct A
{
    int32_t a;
    int16_t b;
};

sizeof

此结构通常填充为8字节，以确保

a

对齐，例如在

结构a

的数组中

现在想象一下其他结构：

struct B
{
    struct A a, b;
    int16_t c, d;
};

struct C
{
    struct A a;
    int16_t c;
    struct A b;
    int16_t d;
};

正如预期的那样，由于填充，结构B的大小为20。但是，我本来希望结构C的大小为16，因为可以避免填充，但是和gcc（有优化或没有优化）的大小为24字节，显然在每个成员之后填充2字节

我的推理是，

struct A

实际上只有6个字节，必要时应该填充，例如在

struct A

数组中或在

struct B

中使用。但是，在

struct C

中，不需要对

struct A

进行填充，并且

C

可以放置在

A

的填充位置，与

d

和

b

相同

为什么编译器不把

c

放在

a

的填充位置来最小化填充

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另外，我知道

sizeof（struct A）

必须返回8。否则像

memset（array_of A，0，N*sizeof*array_of A）

之类的东西将无法正常工作，因为

array_of A

将包含填充，而

N*sizeof*array_of A

将忽略该填充

我能想到的唯一问题是，通过上面的优化，

sizeof（struct C）

将小于其所有成员的

sizeof

。然而，我想不出这样的事情会成为一个问题的情况（即，不是基于未定义行为的用法）

如果编译器支持您描述的填充，则上述赋值可能会失败（错误地写入

someC.c

）

编辑：上面的示例依赖于编译器在指定结构时的行为。正如我所知道的（一个刚刚检查过的）

gcc

复制，因为结构是一个平坦的内存区域，它不是面向成员的

编辑：将“将失败”更改为“可能失败”，因为未定义是否应复制填充位，请参见ISO_IEC_9899_2011第6.2.6.1节第6项：

当值存储在结构或联合类型的对象中时，包括在成员中 对象，对象表示形式中与任何填充字节对应的字节 未指定值。51）

和脚注

51）

：

51）因此，例如，结构分配不需要复制任何填充位

memcpy（&someC.a，&someA，sizeof（someC.a））

将写在

someC.c

上

这就是我对

sizeof（）

的评论想要表达的意思 要与众不同。要使

memcpy（）

起作用，必须使用

sizeof（someC.a）

与

sizeof（someA）

不同，后者似乎要求很多

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麻烦而且很难找到bug。

我不确定我是否理解这个问题，但我认为您所问的问题需要sizeof（）在同一类型上返回不同的值。例如，sizeof（foo.A）与sizeof（struct A）不同。所以复制这些东西真的很难。为什么不重新排列成员呢？因为C编译器一开始并不是设计用来这样做的。它是按照你申报的顺序排列的。C是一种相当低级的语言，它让我们对许多事情有更多的控制，如果编译器改变了一些事情，那就不好了。如果我声明了成员

A

、

B

和

C

，我希望它们会按照这个顺序排列在内存中。@CharlieBurns，我的最后一段是试图解决这个问题

sizeof（foo.a）

不需要与

sizeof（struct a）

不同。当然，如果

sizeof（foo.a）

返回8，那么它的填充中包含

foo.c

，但是您不能访问该部分，因为它在结构外部，访问它将是未定义的行为。那么，如果

sizeof（foo.a）

返回8，会出现什么问题呢？@JeffMercado，我不是要求编译器对成员重新排序。该标准明确禁止（C11，6.7.2.1.6）不将memcpy（&someC.a，&someA，sizeof（someC.a））写入someC.c？我想这和答案是一样的，我的评论就是这个意思。sizeof（someC.a）==sizeof（someA）这是个陷阱，对吧。它指出，标准可能最终排除了填充，并定义不应复制该填充。但我想这可能会引入一个不必要的限制。我接受另一个答案，因为它给出了一个无条件破坏的例子。

struct C someC;
struct A someA;
*(struct A*)&(someC.a) = someA;