C結構填充問題

Question

struct something {
    uint32_t a;
    uint8_t  b;
    uint16_t c;
    uint32_t x;
    uint16_t y;
    uint8_t  z;
};

uint8_t *data = malloc(14);
struct something *s = (struct something *)data;

s->a = 1;
s->b = 2;
s->c = 3;
s->x = 4;
s->y = 5;
s->z = 6;

在C中執行此操作是否總是安全的，或者結構填充可能會導致問題？

編輯1（說清楚）：是否保證數據[0] ..數據[3] == 1，數據[4] == 2，數據[5] ..數據[6] == 3，數據[ 7] ..數據[10] == 4，數據[11] ..數據[12] == 5和數據[13] == 6？

編輯2：編輯1時出現小錯誤

Answer 1

這不是一個安全的操作。 編譯器將以實現定義的方式添加填充。

一般而言，給定大小的成員將在偏移上對齊，該偏移是該大小的倍數。

給定填充的典型方式，此struct很可能是16字節大小。 物理布局很可能（但不一定）看起來像這樣：

struct something {
    uint32_t a;         // offset 0
    uint8_t  b;         // offset 4
                        // 1 byte padding
    uint16_t c;         // offset 6
    uint32_t x;         // offset 8
    uint16_t y;         // offset 12
    uint8_t  z;         // offset 14
    // 1 byte padding
};

不要使用魔術數字。 Intead，使用sizeof運算符。

struct something *s = malloc(sizeof(struct something));

編輯：

如果您希望增加以特定方式布置struct的機會，請參閱本指南以了解結構包裝 。 如果你遵循這里的做法，那么很有可能（但不是100％）你的struct將按照你期望的方式布局在內存中。

對於GCC，你可以使用__attribute__((packed))上的struct從去除填充struct 。 但是，這樣做可能會導致性能下降或導致頁面錯誤。 -Wpadded和-Wpacked選項還可以告訴您有關填充的更多信息。

Answer 2

硬編碼14 非常頑皮 。

為什么不使用sizeof(struct something)呢？ 這是一個編譯時可計算的常量表達式，因此沒有運行時開銷。

你的預感是正確的：編譯器保留在結構元素之間以及最終元素末尾插入填充的權利。 （請注意，第一個元素的地址必須與struct的地址相同。）