一.前言

为了保证文章的质量和长度，小编将会分两篇介绍，思维导图如下，上篇已经讲过了概念部分，本文主要讲解剩余部分，希望大家有所收获🌹🌹

二.结构体的大小与内存对齐

2.1 存在对齐的原因

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，处理器需要做两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。（假设一个处理器总是从内存中取8个字节，则地址必须是8的倍数，那么就可以用一个内存操作来读或者写值了，否则，我们可能需要执行两次内存访问，因为对象可能被分放在两个8字节内存块中）

<总的来说>：结构体的内存对齐就是拿空间换取时间的做法

2.2 规则

1. 结构体的第⼀个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为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 该成员变量大小的较小值
   ·VS 中默认的值为 8
   ·Linux中 gcc 没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
3. 结构体总大小为最大对齐数（结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数，所有对齐数中最大的）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中最大对齐的整数倍处，
   结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体中成员的对齐数）的整数倍

示例：

• 在设计结构体时，我们如何做到既满足对齐，又节省空间呢？
  答：让占用空间小的成员尽量集中在一起 例如：
  

2.3 #pragma修改默认对齐数

#pragma是一个预处理指令，用于修改默认对齐数，其中

示例如下：

• 注意：别忘了
  对齐数 = 编译器默认的⼀个对齐数 与 该成员变量大小的较小值
  结构体总大小为最大对齐数（结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数，所有对齐数中最大的）的整数倍。

三.结构体实现位段

3.1 什么是位段

位段是C语言中的一种特殊数据类型，它允许讲一个字节分成几个部分，并为每个部分指定特定的位数，以便在内存中存储和访问这些部分。
结构和联合中的int类型以及unsigned类型成员可以声明为指定的二进制位宽，这样的成员被称为位字段或者“位域”。

位段的声明和结构体是类似的，有两个不同：

1. 位段的成员必须是int、unsigned或signed int，在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型
2. 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字

3.2 位段的内存分配

1. 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。
2. 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
3. 给定了空间后，在空间内部是从左向右使用还是从右向左使用是不确定的 注意：下面我给出的示例都是假设从右向左的
4. 当剩下的空间不足以存放下一个成员时，空间是浪费还是使用不确定假设：浪费

例1：

例2：

3.3 位段的跨平台问题

跟结构体相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题出现

1. int位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的
2. 位段中最大位的数目不能确定（16位机器最大16 32位机器最大32 这意味着若在16位机器上写的数目超过16会出问题）
3. 位段中的成员在内存中从左向右还是从右向左分配标准尚未定义
4. 当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大无法容纳于第一个位段剩余的位时，浪费or使用不确定

3.4 位段使用的注意事项

位段的几个成员共用同一个字节，这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置，那么这些位置处是没有地址的，所以不能对位段成员用&，这样也就不能用scanf直接给位段输入值，只能先输入放在一个变量中，然后赋值给位段的成员。

四.总结

结构体、位段的讲解在次就全部讲解完毕了，创作不易，希望大家多多支持，有什么想法欢迎讨论🌹🌹