C语言结构体的存储空间分配

一. 结构体在内存中是如何实际存储的呢？

1.如果某个机器的整型值长度为4个字节，那么结构体的起始存储位置必须能被4整除。

2.编译器按照成员列表的顺序一个接一个地给每个成员分配内存。其中对于各个成员，编译器根据其类型分配赋予对其要求，比如char成员，按地址能被1整除对齐；short成员，按地址能被2整除对齐；int成员，按地址能被4整除对齐......

3.编译器在存储结构体成员时，为了满足各个成员的正确边界对齐要求，会在成员之间添加用于填充的额外内存空间。

4.举个例子:

struct test {
    char     a;
    int      b;
    char     c;
}

内存布局如下：

二. 结构体成员重排与节约内存

有时，我们有充分的理由，决定不对结构体的成员进行重排以减少因对齐带来的空间损失。例如，我们可能想把相关的结构成员存储在一起，提高程序的可维护性和可读性。但是，如果不存在这样的理由，结构的成员应该根据他们的边界需要进行排列，减少因边界对齐而造成的内存损失。

特别的，在某些情况下，我们必须按照严格的边界对齐要求来定义结构体以获取正确的数据，比如：考虑解析BMP图片的代码例子。

RGB24（RGB888）生成BMP图片代码_denglin12315的博客-CSDN博客

 关于header的定义1(包括3个部分)：

1. 2字节的字符
2. BITMAPFILEHEADER部分
typedef struct                       /**** BMP file header structure ****/  
{  
    unsigned int   bfSize;           /* Size of file */  
    unsigned short bfReserved1;      /* Reserved */  
    unsigned short bfReserved2;      /* ... */  
    unsigned int   bfOffBits;        /* Offset to bitmap data */  
} BITMAPFILEHEADER1;
 
3.BITMAPINFOHEADER部分
typedef struct                       /**** BMP file info structure ****/  
{  
    unsigned int   biSize;           /* Size of info header */  
    int            biWidth;          /* Width of image */  
    int            biHeight;         /* Height of image */  
    unsigned short biPlanes;         /* Number of color planes */  
    unsigned short biBitCount;       /* Number of bits per pixel */  
    unsigned int   biCompression;    /* Type of compression to use */  
    unsigned int   biSizeImage;      /* Size of image data */  
    int            biXPelsPerMeter;  /* X pixels per meter */  
    int            biYPelsPerMeter;  /* Y pixels per meter */  
    unsigned int   biClrUsed;        /* Number of colors used */  
    unsigned int   biClrImportant;   /* Number of important colors */  
} BITMAPINFOHEADER1; 

 关于header的定义2：

typedef struct                       /**** BMP file info structure ****/  
{  
    char simbol[2]
    unsigned int   bfSize;           /* Size of file */  
    unsigned short bfReserved1;      /* Reserved */  
    unsigned short bfReserved2;      /* ... */  
    unsigned int   bfOffBits;        /* Offset to bitmap data */  
    unsigned int   biSize;           /* Size of info header */  
    int            biWidth;          /* Width of image */  
    int            biHeight;         /* Height of image */  
    unsigned short biPlanes;         /* Number of color planes */  
    unsigned short biBitCount;       /* Number of bits per pixel */  
    unsigned int   biCompression;    /* Type of compression to use */  
    unsigned int   biSizeImage;      /* Size of image data */  
    int            biXPelsPerMeter;  /* X pixels per meter */  
    int            biYPelsPerMeter;  /* Y pixels per meter */  
    unsigned int   biClrUsed;        /* Number of colors used */  
    unsigned int   biClrImportant;   /* Number of important colors */  
} BITMAPINFOHEADER2; 

这里直接说答案并提问: 为什么不能按照定义2的方式，而非要按照按照定义1的方式？定义2不是更简单直观吗？

答案提示：比较一下 2 + sizeof(BITMAPFILEHEADER1) + sizeof(BITMAPINFOHEADER1) 与

sizeof(BITMAPINFOHEADER2)的大小，标准bmp文件头的大小应该是和2 + sizeof(BITMAPFILEHEADER1) + sizeof(BITMAPINFOHEADER1)的值相等。出现以上差异的原因就是结构体对齐机制导致的。

三. 结构体相关的宏

1.sizeof()

2.offsetof(type, member)    ———  定义于stddef.h文件