How to Use sizeof in struct and union

结构体和共用体的内存分配是C语言的一个难点，也是面试题中的热点。

示例1：   Union data1  {   double  d;   int     i;   char    c1;   char    c2[9];    };   sizeof(union data1)的值为16.在编译器默认设置的情况下，该共用体最大基本类型为double,它占8字节，所以此共用体以8来对齐。字符数组c2占9个字节，那么整个共用体应该占9个字节，但按照对齐原则，实际分配给它的内存为16字节。   如果是：   struct data1   {      double  d;      int         i;      char      c1;      char      c2[9];    };  sizeof(struct data1)的值为24，首先按照存储大小，该结构体所占存储空间为：8+4+1+9=22字节，这个结构体也是以8对齐，因此实际分配的是24字节。 示例2：

   Union data2

 {   int       i;   char    c1;   char    c2[9];    };    sizeof(union data2)的值为12，该共用体占内存空间最大的基本数据类型为int,其长度为4，所以该共用体以4来对齐。该共用体的长度取决于字符c2，其长度为9，9不是4的倍数，要进行对齐，因此实际分配的存储空间为12.   struct data2   {      int         i;      char      c1;      char      c2[9];    };     sizeof(struct data2)的值为16，与上面共用体一样，该结构体以4对齐。按照存储大小，该结构体所占存储空间为：4+1+9=14，14不是4的倍数，进行对齐，对齐后的值为16.   示例3：

   Union data3

 {    char    c1;   char    c2[3];    };    sizeof(union data3)的值为3，该共用体占内存空间最大的基本数据类型为chart,其长度为1，所以该共用体以1来对齐。该共用体的长度取决于字符c2，其长度为3，因此分配的存储空间为3.   struct data3   {      char      c1;      char      c2[2];    };     sizeof(struct data3)的值为3，与上面共用体一样，该结构体以1对齐。按照存储大小，该结构体所占存储空间为：1+2=3字节。  示例4：  struct inner  {    char       c1;    double   d;    char      c2;  }; 这个结构体显然是8字节对齐的，在给c1分配存储空间时，考虑到对齐，分配给c1的字节数就是8，然后给d分配8字节，最后给c2分配时，因为也要以8对齐，所以也分配了8个字节的存储空间。所以sizeof(struct inner)值为24. 如果是：   struct inner  {    char       c1;    char      c2;    double   d;  }; 当然这个结构体也是以8字节对齐的，编译器编译程序时，给c1、c2分配存储空间没有必要各自给它们分配8字节，只要8字节就可以了。给d分配8字节，所以sizeof(struct inner)值为16.   struct inner  {    char       c1;    double   d;    char      c2;  };     union data4    {       struct   inner t1;       int            i;       char         c;     };   由于data4共用体中有一个inner结构体，所以最大的基本数据类型为double,因此以8字节对齐。共用体的存储长度取决于t1，而t1长度为24，因此sizeof(union data4)的值为24.  struct inner  {    char       c1;    double   d;    char      c2;  };     struct data4    {       struct   inner t1;       int            i;       char         c;     };  data4结构体中有一个inner结构体，所以以8对齐，变量i和c共分配8字节就可以了，因此sizeof(struct data4)的值为32.  示例5：  struct  data   {       int       a;       long    b;       double  c;       float     d;       char     e;       short    f;    }d;  这个结构体所占的字节数是多少呢？这里假设long所占字节数为4字节，short占2字节。这个结构体与示例4中第二个struct inner类似。首先这个结构体是以8字节对齐的，因为最长基本数据类型为double，它占8字节，d、e、f、总和为7个字节。分配存储空间时，成员a和b各分配4字节，d分配4字节，f分配2字节，e也分配2字节。d、e、f总和刚好占8个字节，所以sizeof(struct data)值为24. struct  data   {       int       a;       long    b;       double  c;       float     d;       char     e[3];       short    f;    }d;  sizeof(struct data)值为32. 例1：对于一个频繁使用的短小函数，在C语言中最好用什么实现？    答：最好用宏定义，这样可以节省调用函数的开销，效率最高。 例2：已知一个数组table，写一个宏定义，求出数组的元素个数    答：#define NTBL   (sizeof(table)/sizeof(table[0]))   对于数组，sizeof(table)获取数组的总长度，而sizeof(table[0])是数组第一个元素所占的长度。当然若是可以用strlen()函数也行。 例3：给定结构   struct A    {       unsigned short t:4;       unsigned short k:4;       unsigned short i:8;       unsigned long m;     }; 问sizeof(A)的值。 程序分析：unsigned short 一般占2个字节，unsigned long一般占4个字节，结构体A以4字节对齐，A中成员t、k、i共占4+4+8=16位，由于要内存对齐，实际那三个成员共占32位即4字节，成员m占4字节，因此sizeof(A)=8. 例4：求函数返回值，输入x=9999  int func(int x)   {      int count=0;      while(x)           {              count ++;              x=x&(x-1);            }        return count;    } 程序分析：这是统计9999的二进制形式中有多少个1的函数。9999=9*1024+512+256+15，2*1024的二进制表示中含有1的个数为2；512的二进制表示中含有1的个数为1；256的二进制表示中含有1的个数为1；15的二进制表示中含有1的个数为4；故共有1的个数为8，结果为8 。1000（2）-1（2）=0111（2），正好是原数取反，用这种方法来求1的个数是高效率的。 例5：已知运行这个程序的主机中数据类型long占8字节，请分析程序的运行结果。     #include     int main()     {        struct data           {               long l;               char *s;              short int  i;               char    c;               short int  a[5];               }d;            struct data *p=&d;           printf("%d\n",sizeof(d));           printf("%x\t%x\n",p,p+1);           printf("%x\t%x\n",p,(char *)p+1);           printf("%x\t%x\n",p,(long *)p+1);        return 0;      }  运行结果：         32         bffff60     bffff80         bffff60     bffff61         bffff60     bffff64  程序分析：struct data以8个字节对齐，long类型的成员1分配8个字节。s、i、c、a原本分别占4、2、1、10个字节。由于考虑到对齐，s分配4个字节，i分配2个字节，c分配2个字节，此时刚好用完8个字节。a原本分配10个字节，由于考虑到对齐，要使整个结构体所占的存储空间是8的倍数，所以分配给它16个字节。因此结构体data占8+4+4+2+16=32个字节。   第二条printf语句，p+1中的加1并不是加1个字节，而是1个struct data的长度，16进制下，bffff60+20(十进制数32以十六进制数表示是20)=bffff80.   第三条printf语句，p+1中的加1，由于对指针p进行了强制类型转换，使p指向char类型的数据，此时的加1就是加上1个char类型的长度，因此p+1的输出是bffff61.   第四条语句分析与第三条类似。