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除了 struct，其他构造类型包括 union，array。我们通过前面的讨论，已经基本理清了简单结构体的内存对齐规则。 下面将探讨 “union 联合体”，“array 数组” 的对齐规则。

Array 数组的对齐规则

先来讨论下 array 数组类型 的对齐规则。数组本身就是由很多相同类型的数据类型组成的，所以有：

a. 其元素的宽度应该是 2 的倍数（不算最小的char[1]）；
b. 只要保证一个元素是对齐的，其他元素都会自动对齐。

给出一个示例程序：

#include "stdio.h"
char ph;
//Add a char placeholder to make struct start from an odd pointer value.
char test[1];
int main(void)
{
printf("Size: Char[%d], Short[%d], int[%d], long[%d], longlong[%d]rn", sizeof(char), sizeof(short), sizeof(int), sizeof(long), sizeof(long long));
printf("Size of Test = %drn", sizeof(test));
printf("Address of Test = %prn", test);
return 0;
}

不断修改数组 test[1] 的定义，我们来找规律：

char test[1] Size: 1 Address: 0x00000001004071a1
char test[2] Size: 2 Address: 0x00000001004071a2
char test[3] Size: 3 Address: 0x00000001004071a4
char test[4] Size: 4 Address: 0x00000001004071a4
char test[6] Size: 6 Address: 0x00000001004071a4
char test[8] Size: 8 Address: 0x00000001004071a8
char test[16] Size: 16 Address: 0x00000001004071b0
char test[32] Size: 32 Address: 0x00000001004071c0
char test[64] Size: 64 Address: 0x00000001004071c0

short test[1] Size: 2 Address: 0x00000001004071a2
short test[2] Size: 4 Address: 0x00000001004071a4
short test[3] Size: 6 Address: 0x00000001004071a4
short test[4] Size: 8 Address: 0x00000001004071a8
short test[6] Size: 12 Address: 0x00000001004071a8
short test[8] Size: 16 Address: 0x00000001004071b0
short test[16] Size: 32 Address: 0x00000001004071c0
short test[32] Size: 64 Address: 0x00000001004071c0
short test[64] Size: 128 Address: 0x00000001004071c0

int test[1] Size: 4 Address: 0x00000001004071a4
int test[2] Size: 8 Address: 0x00000001004071a8
int test[3] Size: 12 Address: 0x00000001004071a8
int test[4] Size: 16 Address: 0x00000001004071b0
int test[8] Size: 32 Address: 0x00000001004071c0
int test[16] Size: 64 Address: 0x00000001004071c0
int test[32] Size: 128 Address: 0x00000001004071c0

根据以上可以总结其规律，和结构体还蛮像的：

• Adress 猜想：数组首地址只和数组整体大小size有关。
  • 当数组大小小于0x04时，起始地址是大于等于2^(log2(size)的最小整数)的整数倍。
  • 当数组大小大于0x04，小于0x10时，起始地址是小于等于2^(log2(size)的最大整数)的整数倍。
  • 当数组大小大于0x10时，小于0x20时，起始地址是(0x10*(size/16))的整数倍。
  • 当数组大小大于0x20时，起始地址是0x20的整数倍。
• Size猜想：数组的大小等于“元素的大小*元素的个数”。

Union联合体/共用体 的对齐规则

接下来探究一下union 联合体（共用体）的对齐规则。给出例程：

#include "stdio.h"
char ph;
//Add a char placeholder to make struct start from an odd pointer value.
union test_u{
char grass;
} test;
int main(void)
{
printf("Size: Char[%d], Short[%d], int[%d], long[%d], longlong[%d]rn", sizeof(char), sizeof(short), sizeof(int), sizeof(long), sizeof(long long));
printf("Size of Test = %drn", sizeof(test));
printf("Address of Test = %prn", &test);
return 0;
}

不断修改 union 定义，得到：

char Size: 1 Address: 0x00000001004071a1
char/char Size: 1 Address: 0x00000001004071a1
char/char/short Size: 2 Address: 0x00000001004071a2
char/short/int Size: 4 Address: 0x00000001004071a4
char/short/int/int Size: 4 Address: 0x00000001004071a4

根据联合体的特点，联合体中的各个成员占用同一块存储空间，可以得到：
a. 其起始地址是成员中最宽的类型的宽度的整数倍。
b. 其大小是成员中最大的类型的大小。

连载中… by 2021/06/22

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最后

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