C语言结构体的大小计算和位段
在计算结构体的大小的时候，我们需要考虑内存对齐问题，这也是比较热门的考点之一
结构体内存对齐的规则（本篇文章全部以VS编译器来做示例）
我们在编译器中可以使用#pragma pack(8)来自行设定默认对齐数，#pragma pack()还可以用这段代码来取消自行设定默认对齐数
1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。 2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 VS中默认的值为8 3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。 4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整 体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
1.结构体的大小计算
1.1普通结构体的大小计算
这里我们可以用一段代码来做示例
struct S1{ char c1; int i; char c2;};这是C语言中定义的一个结构体，那他的大小怎么来计算呢？
首先我们用一个图来解释
首先我们遵从第一条，让第一个放在偏移量为0的位置
然后c1占用一个字节，所以i要从偏移量为1的位置开始找
然后根据第二条，取最小偏移量，默认的偏移量为8，而int的偏移量为4，所以int应该放到偏移量为4的位置，然后int占用4个字节，依次给他4个空间
最后看c2，取最小偏移量，默认值为8，而char的偏移量为1，所以char应该放到偏移量为8的位置，然后char占用1个字节，依次开1个空间
然后看0-8一共占用了9个字节，在根据第三条规则这个结构体中的最大偏移量是int的4，所以结构体的大小应该为4的倍数，应该是12，所以这个结构体所占用的字节数是12个字节
但是如果我们对代码进行改进，变成这样
struct S2{ char c1; char c2; int i;};根据上面的方法可以得到，结构体的大小变成了8，也就节省了4个字节的空间，所以我们定义结构体的时候，最好把占用空间较小的变量放到前面，这样可以提高内存的利用率
1.2嵌套结构体的大小计算
看一段代码
struct S3{ double d; char c; int i;}；struct S4{char c1;struct S3 s3;double d;};printf("%d\n", sizeof(struct S4));这里我们可以看到，S4进行了结构体的嵌套使用，那么这种情况下应该怎么计算呢？
首先我们用前面的方法可以计算出S3的最大对齐数位8，占用的空间16个字节
然后嵌套之后，看上面的第四条规则：
如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整 体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。 也就是说S4里面嵌套的S3的对齐数应该是8，大小是16个字节，我们依旧用一个图来理解 
这里我们套用上面的几条规则之后，得出的结果应该是32个字节，如果你不相信我就去测试一下
可以看到，我们的结果完全正确
1.3为什么会存在内存对齐
大部分的参考资料都是如是说的： 1. 平台原因 ( 移植原因 ) ： 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特 定类型的数据，否则抛出硬件异常。 2. 性能原因 ： 数据结构 ( 尤其是栈 ) 应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。 总体来说： 结构体的内存对齐是拿 空间 来换取 时间 的做法。
2.位段
位段的基本要求
1. 位段的成员必须是 int 、 unsigned int 或 signed int 或者char 。 2. 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。 比如：
struct A { int _a:2; int _b:5; int _c:10; int _d:30;};位段的基本大小是以比特位单位的
1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char （属于整形家族）类型 2. 位段的空间上是按照需要以 4 个字节（ int ）或者 1 个字节（ char ）的方式来开辟的。 3. 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。这个代码的大小应该是8个字节，因为一次开4个，用完再开4个，所以应该是4的整数倍