C语言 决定两个结构构件之间的距离的因素

Question

#include‬ <stdio.h>
struct test
{
    unsigned int x;
    long int y;
    unsigned int z;
};
int main()
{
    struct test t;
    unsigned int *ptr1 = &t.x;
    unsigned int *ptr2 = &t.z;
    printf("%d", ptr2 - ptr1);
    return 0;
}

该程序的输出在我的系统上4，为什么我得到这个结果而不是2？ptr2 - ptr1语句是否正确，因为ptr1和ptr2来自指向同一结构项成员的指针？

Answer 1

此输出4的原因与每种类型的大小以及结构填充和对齐方式有关。

在我的系统上，sizeof(unsigned int)是 4，sizeof(long int)是 8，sizeof(struct test)是 24。 因此，为了确保 64 位字段位于 64 位边界上，结构的物理布局如下所示：

struct test
{
    unsigned int x;     // 4 bytes
                        // 4 bytes padding
    long int y;         // 8 bytes
    unsigned int z;     // 4 bytes
                        // 4 bytes padding
};

因此，当您取x的偏移量和z的偏移量之间的差值时，有16个字节的差异。 由于我们正在做指针减法，因此差值的值是{字节偏移差}/{元素大小}。 所以我们有 16(字节差(/4(sizeof(无符号整数((== 4。

如果sizeof(long int)是 4，那么结构体的布局可能会是这样的：

struct test
{
    unsigned int x;     // 4 bytes
    long int y;         // 4 bytes
    unsigned int z;     // 4 bytes
};

在这种情况下，输出将为 2。

请注意，虽然结构成员的顺序定义为顺序，但填充的布局是实现定义的。 编译器可以根据需要自由填充。

从C标准第6.7.2.1节：

13 在结构对象中，非位字段成员和位字段所在的单元具有以下地址： 增加声明顺序。 指向 结构对象，适当转换，指向其初始 成员(或者，如果该成员是位字段，则到单元 它所在的位置(，反之亦然。 可能有未命名的 在结构对象中填充，但不在其开头填充。

。

15结构或联合的末端可能有未命名的填充。