结构体, enum, union 内存对齐

1 概念

(1) struct结构体变量大小等于结构体中的各个成员变量所占内存大小总和。

(2) union共用体变量大小等于共用体结构中占用内存最大的成员的内存大小。

(3) enum枚举类型(4个字节)，指一个被命名的整型常数的集合。即枚举类型，本质上是一组常数的集合体，只是这些常数有各自的命名。枚举类型，是一种用户自定义数据类型。
枚举变量，由枚举类型定义的变量。枚举变量的大小，即枚举类型所占内存的大小。由于枚举变量的赋值，一次只能存放枚举结构中的某个常数。所以枚举变量的大小，实质是常数所占内存空间的大小（常数为int类型，当前主流的编译器中一般是32位机器和64位机器中int型都是4个字节），枚举类型所占内存大小也是这样。

结构体如果含有其他用户自定义类型，相当于所有数据展开，找基本类型中占字节数最多的那个和gcc默认对齐字节(#pragma pack(n))比较，较小者为对齐字节

2 分析

(1) 代码，对齐字节为 int类型占用 4 个字节

#include  <iostream>
using namespace std;
class A  
{  
    int i;
    char c;
    int j;
    char d;
    union U  
    {  
        char buff[11];
        int i;  
    }u;  
    void foo() {    }  
    typedef char* (*f)(void*);  
    enum{red, green, blue} color;  
}a;
int main(void)  
{  
    cout << sizeof(a);
    return 0;  
}

运行结果为 32

具体分析：

总的有效对齐为  4 个字节
offset, 该变量到开始0的偏移位置
int   i      // 占用 0 - 3, 整型大小为4字节, 等于对齐字节4, 
             // 所以offset应该为4的倍数, 0符合
char  c      // 占用 4, 字符大小为1字节,小于对齐字节4, 
             // 所以offset应该为1的倍数, 下一位是4, 符合要求
int   j      // 占用 8 - 11, 整型大小为4字节,等于对齐字节
             // 所以offset应该为4的倍数,下一位是5, 不符合要求, 最接近的是8, 所以从8开始
char  d      // 占用 12, 字符大小为1字节,小于对齐字节4,
             // 所以offset应该为1的倍数, 下一位是12, 符合要求
union u      // 占用 16 - 26, union 的基本类型最大int为4字节,等于对齐字节4, 
             // 所以offset应该为4的倍数, 下一位是13, 不符合要求, 最接近的是16, 所以从16开始
void foo()   // 函数不占用
typedef char* (*f)(void*)   // 不占用
enum color   // 占用 28-31, enum 的基本类型是 int 为4字节, 等于对齐字节4, 
             // 所以offset应该为4的倍数, 下一位是27, 不符合要求, 最接近的是28, 所以从28开始

(2) 代码，对齐字节为 long类型占用 8 个字节

#include  <iostream>
using namespace std;
class A  
{  
    int i;
    char c;
    int j;
    char d;
    union U  
    {  
        char buff[11];
        long i;  
    }u;  
    void foo() {    }  
    typedef char* (*f)(void*);  
    enum{red, green, blue} color;  
}a;
int main(void)  
{  
    cout << sizeof(a);
    return 0;  
}