Python 为什么在给定的ctypes结构打包示例中sizeof会发生变化？

若能对以下代码的输出给出任何解释，我将不胜感激。我不明白为什么

sizeof（struct_2）

和

sizeof（my_struct_2）

是不同的，只要

sizeof（struct_1）

和

sizeof（c_int）

是相同的

似乎

ctypes

以某种不同的方式在

struct

中打包

struct

from ctypes import *

class struct_1(Structure):
    pass
int8_t = c_int8
int16_t = c_int16
uint8_t = c_uint8
struct_1._fields_ = [
    ('tt1', int16_t),
    ('tt2', uint8_t),
    ('tt3', uint8_t),
]

class struct_2(Structure):
    pass
int8_t = c_int8
int16_t = c_int16
uint8_t = c_uint8
struct_2._fields_ = [
    ('t1', int8_t),
    ('t2', uint8_t),
    ('t3', uint8_t),
    ('t4', uint8_t),
    ('t5', int16_t),
    ('t6', struct_1),
    ('t7', struct_1 * 6),
]

class my_struct_2(Structure):
    #_pack_ = 1  # This will give answer as 34
    #_pack_ = 4  #36
    _fields_ = [
    ('t1', c_int8),
    ('t2', c_uint8),
    ('t3', c_uint8),
    ('t4', c_uint8),
    ('t5', c_int16),
    ('t6', c_int),
    ('t7', c_int * 6),
]

print "size of c_int            : ", sizeof(c_int)
print "size of struct_1         : ", sizeof(struct_1)
print "size of my struct_2      : ", sizeof(my_struct_2)
print "siz of origional struct_2: ", sizeof(struct_2)

输出：

size of c_int            :  4
size of struct_1         :  4
size of my struct_2      :  36  
siz of origional struct_2:  34 ==> why not 36 ??

编辑：

---

重命名t6->t7（结构_1的数组）并从结构_2中删除pack=2。但是我仍然看到

struct_2

和

my_struct_2

的大小不同，这是因为在结构布局中的元素之间或之后是否存在填充，因为当大小不同时，较大的元素所占的字节数大于所有单个结构成员所需的字节数。仅成员

t5

和

t6

就足以证明差异，如果省略

t5

（仅限），则没有差异

---

一些实验表明，默认情况下（即未指定

\u pack\u

成员时），ctypes为结构类型

struct\u 1

提供2字节对齐，但为类型

c\u int

提供4字节对齐。或者在我的系统上也是这样。ctypes文档声称，默认情况下，它以与系统的C编译器（默认情况下）相同的方式布置结构，事实似乎确实如此。考虑这个C程序：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stddef.h>

int main() {
    struct s {
        int16_t x;
        int8_t  y;
        uint8_t z;
    };
    struct t1 {
        int16_t  x;
        struct s y;
    };
    struct t2 {
        int16_t x;
        int     y;
    };

    printf("The size of int is       %zu\n", sizeof(int));
    printf("The size of struct s  is %zu\n", sizeof(struct s));
    printf("The size of struct t1 is %zu\n", sizeof(struct t1));
    printf("The size of struct t2 is %zu\n", sizeof(struct t2));
    printf("\nThe offset of t1.y is    %zu\n", offsetof(struct t1, y));
    printf("The offset of t2.y is    %zu\n", offsetof(struct t2, y));
}

#包括
#包括
#包括
int main（）{
结构{
int16_t x；
国际会议；
uint8_t z；
};
结构t1{
int16_t x；
结构y；
};
结构t2{
int16_t x；
int-y；
};
printf（“int的大小是%zu\n”，sizeof（int））；
printf（“结构s的大小为%zu\n”，sizeof（结构s））；
printf（“struct t1的大小为%zu\n”，sizeof（struct t1））；
printf（“结构t2的大小为%zu\n”，sizeof（结构t2））；
printf（“\n t1.y的偏移量为%zu\n”，偏移量为（结构t1，y））；
printf（“t2.y的偏移量为%zu\n”，偏移量为（结构t2，y））；
}

它对我的输出（在CentOS 7上，在x86_64上，带有GCC 4.8）是：

int的大小是4 结构s的大小是4 结构t1的大小是6 结构t2的大小是8 t1.y的偏移量是2 t2.y的偏移量是4 注意

int

和

struct s

的大小是相同的（4个字节），但是编译器在

struct t1

的2字节边界上对齐

struct s

，而在

struct t2

的4字节边界上对齐

int

。这与同一系统上ctypes的行为完全匹配

---

至于GCC选择对齐方式的原因，我注意到，如果我将类型为

int

的成员添加到

struct s

中，那么GCC将切换到对结构使用4字节对齐方式，并（默认情况下）将结构中

int

的偏移量安排为4字节的倍数。可以合理地得出这样的结论：GCC在一个结构中布局成员，并选择整个结构的对齐方式，以便每个对齐的结构实例的所有成员都自然对齐。但是，请注意，这只是一个示例。在选择结构布局和对齐要求方面，C实现在很大程度上由它们自己决定。

这是什么语言？如果“C”使用了一些我不熟悉的扩展。在我看来像Python，而不是C。我想这是因为

struct_2

是打包的，所以

t5

之后没有填充。但是

my_struct_2

没有打包，所以

t5

和

t6

之间有两个字节的填充，以使其与单词对齐。顺便问一下，为什么在

struct_2

和

my_struct_2

中有两个

t6

成员？第二个不应该是

t7

？添加了[python]（删除[memory alignment]以腾出空间），因为问题是关于python的“ctypes”module.ctypes为结构类型struct_1>>提供2字节的对齐方式，如果我显式使用u pack_u4，即使我看到不同的大小。如果我们在C代码中使用对齐和打包，那么它会给出预期的大小struct t1{int16_t x；struct s y；}属性（（打包，对齐（4））；int的大小是4，struct s的大小是4，struct t1的大小是8，struct t2的大小是8，t1的偏移量。y是2，t2的偏移量。y是4，我们如何在python中获得与ctypes相同的行为？pack=4不起作用。@AmitSharma，您误解了

\u pack\u

的含义。它设置最大对齐。通过将其设置为一个较小的数字，可以获得较少的填充，甚至没有填充，但不能通过将其设置为较大的数字来强制增加填充。但是，您可以通过添加一个您可以忽略的成员来手动填充结构。@AmitSharma，据我所知，ctypes没有用于指定最小对齐方式的内置机制（GCC的

\uuuuu属性的作用是（（对齐））

）。 The size of int is 4 The size of struct s is 4 The size of struct t1 is 6 The size of struct t2 is 8 The offset of t1.y is 2 The offset of t2.y is 4