C语言中结构体中包含字符数组，内存对齐问题

定义了结构体类型Student，具体如下:

struct Student {
    int num;//0
    char name[8];
    double score;
} stu;
printf("%d\n", sizeof(stu));  //输出24，这个没有疑问
printf("%d\n", offsetof(student, name));  //输出偏移量为4
printf("%d", offsetof(student, score));     //输出偏移量为16

  不理解的是：为什么成员name数组的偏移量为4，根据规则对齐数为成员自身大小与默认对齐数的最小值的整数倍，所以name数组的偏移量不是应该为8吗？
  例如下面的例子：

struct Test {
    int x;
    double y;
} t1;
printf("%d\n", sizeof(t1));//输出16
printf("%d\n", offsetof(Test, y));  //输出8

这个例子中，double类型的成员y的偏移量就为8，而如果把y换成同样长度为8字节的字符数组，偏移量又变为4了，这是为什么呢？

在结构体中，成员的内存布局是需要考虑内存对齐的。
内存对齐是指在内存中，为了让数据读写更快，成员在内存中的布局需要满足某些特定的对齐规则。
通常，一个成员的对齐数等于它的大小，或者是默认对齐数的整数倍。

    在上面的代码中，结构体student中的成员num的大小为4个字节，因此其对齐数为4。

而默认对齐数通常是4或8，因此结构体student的对齐数为4。
在结构体student中，成员name是一个字符数组，大小为8个字节，
因此它的对齐数为4（与默认对齐数相同）。因此，成员name的偏移量为4。

    同样地，成员score是一个double类型，大小为8个字节，

因此它的对齐数为8（大于默认对齐数）。因此，成员score的偏移量为16，以便它与其他数据对齐。

  可以看出，为了满足内存对齐，结构体中的某些成员的偏移量可能比它们的大小更大。

在这种情况下，在结构体的布局中会有一些“空隙”，以满足对齐要求。

这里的这个讲解不错，其中的思路可以作为你的参考建议：C结构体中数据的内存对齐问题，链接：https://www.cnblogs.com/x_wukong/p/5743345.html

我是这样理解的

规则：64位下默认对齐数default=8，那么每一个变量tmp的对齐数real=min{default,tmp}。所以：
struct Student {
    int num;//0
    char name[8];
    double score;
} stu;
这个结构体stu中，第一个成员num为int的对齐数real_num=min{8,4}=4
第二个成员name为char类型，对齐数real_num=min{8,1}=1
第三个成员score为double类型，对齐数real_score=min{8,8}=8
而偏移量offset必须是real的倍数
所以第一个成员num偏移量startid=0*real_num=0*4=0，从startid开始size1=4即4个bytes被用掉即[id=0~3已用]
因为上面size1=4已用4个bytes。第二个成员name偏移量是startid=real_num*倍数=1*倍数，必须>3，故此时倍数取4，所以偏移量startid=4，而num的size2=8，[所以id=4~11已用]
因为上面size1+size2=12已用12个bytes。而第三个成员score的偏移量startid=real_score*倍数=8*倍数，必需>11，所以倍数不能取0或1，只能取2，所以startid=8*2=16，即从16开始放score，而score的大小size3=8，此时id=16~23已用。
所以stu的size等于id=0一直到id=23即size=24

所以按我上面说的继续套

struct Test {
    int x;
    double y;
} t1;

对x来说 real_x=min{8,4}=4 偏移量startid=real_x * 倍数=4 * 0=0,而size1=4,即id=0~3被使用
对y来说 real_y=min{8,8}=8 偏移量startid=real_y * 倍数=8 * 倍数，同时必需>3，所以倍数就是1，startid=8

当你换成char y[8]后；
对y来说，real_y=min{8,1}=1 偏移量startid=real_y * 倍数=1 * 倍数，同时必需>3，所以倍数就是4，startid=4

按这样去套，清晰明了，无论什么结构体都能立刻知道成员偏移量，自然也就知道了整个结构体的大小。

char 的大小为1字节,比默认对齐小,按默认对齐
double 的大小为8字节,比默认对齐大,按默认对齐的整数倍对齐,且要大于等于8,所以是8对齐

总得来说有两个规则：

  1. 成员的起始地址，是按成员类型大小的倍数来对齐

  2. 结构体总的大小，按成员类型中最大的倍数来对齐；

// 结构体起始地址为0来说明
struct Student {
    int num;             // 这里int按4字节
    char name[8];    // 这里类型为char，那么起始地址就是挨着上个成员，也就是4
    double score;    // double为8字节，那么它的起始地址为8的倍数，上面两个成员 num+name = 4+8=12字节，那么这里会有4字节空余，score地址从16起始
} stu;
// 结构体的大小，是按double 8字节倍数来计算，也就是24

// 那下面这个结构体用规则来解析一下
struct Test {
    int x;              // int占4字节，起始地址为 0
    double y;      // double 占8字节，起始地址为8的倍数，也就是x成员后面4字节空闲，y地址从8开始；
} t1;
// 结构体大小就是 8的倍数，为16


//这两个对第二条规则没有很明白体现，把成员顺序变动一下就能看出来

struct Test {
    double y;      // double 占8字节，起始地址为0
    int x;              // int占4字节，起始地址为 4的倍数，y的结束位置为8，是4的倍数，那么x起始地址就是  8
} t1;
// 结构体大小那么是 8+4 吗？ 错了！ 结构体大小是8的倍数，应该是16，x后面有4字节是空闲的

明白了吗？ 有疑问可以继续交流~

结构体起始地址为0来说明
struct Student {

int num;             // 这里int按4字节
char name[8];    // 这里类型为char，那么起始地址就是挨着上个成员，也就是4

double score;    // double为8字节，那么它的起始地址为8的倍数，上面两个成员 num+name = 4+8=12字节，那么这里会有4字节空余，score地址从16起始

} stu;
结构体的大小，是按double 8字节倍数来计算，也就是24

https://blog.csdn.net/hola_f/article/details/51829528

这是因为C语言中的内存对齐规则，当结构体中包含字符数组时，编译器会将字符数组的偏移量设置为4，以便提高内存访问效率。而当结构体中包含double类型的成员时，编译器会将double类型的成员的偏移量设置为8，以便提高内存访问效率。