[問題] 記憶體配置的奇怪現象

[gowrite (gowrite)]

開發平台(Platform): (Ex: Win10, Linux, ...) 
windows 8

編譯器(Ex: GCC, clang, VC++...)+目標環境(跟開發平台不同的話需列出)
gcc ( IDE == code::blocks )

額外使用到的函數庫(Library Used): (Ex: OpenGL, ...) 
n/a

問題(Question)：

最近在學習結構 struct，順便觀察所配置的記憶體數量，發現一個奇怪的現象

如果我定義一個結構 s1，裡面設定一個字元陣列 chArr

struct s1{
    char chArr[ N ]
}

chArr 的長度我隨便設定 N

因為我知道 char 所佔的記憶體就是 1 byte ，

所以 printf( "%d" , sizeof(a) );  數量就是 N，

到這裡都沒問題。



可是當我另外定義了一個結構 s2，裡面設定了一個字元陣列 chArr 跟 int num，

這時候，字元陣列的 chArr 的記憶體分配就會以 4 bytes 的倍數來跳

struct s2{
    char ch[0];
    int num;
};

int main(){
    struct s2 abc;
    printf("size of abc == %d" , sizeof(abc));
}

照理說如果有宣告一個結構變數 abc，那 abc 所佔的記憶體量應該是

char [n] + int

n bytes + 4 bytes  ==  (n+4) bytes


當我設定

ch[0]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 4   (正確)

( 0byte + 4bytes == 4bytes )


可是當我增加字元陣列的 size 之後


ch[1]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 8   (怪)    (預期是 5)
ch[2]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 8   (怪)    (預期是 6)
ch[3]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 8   (怪)    (預期是 7)
ch[4]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 8   (正確)

ch[5]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 12   (怪)   (預期是 9)
ch[6]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 12   (怪)   (預期是 10)
ch[7]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 12   (怪)   (預期是 11)
ch[8]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 12   (正確)

ch[9]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 16   (怪)   (預期是 13)
ch[10]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 16   (怪)  (預期是 14)
ch[11]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 16   (怪)  (預期是 15)
ch[12]   == printf 出來是 abc 的記憶體用量是 16   (正確)
.
.
.

這個情況只有在結構有加入 int 的變數時會發生，

如果只有一個字元變數或兩個字元變數都不會發生，

其他型態變數，目前還沒發現，


想問是我哪邊 code 有寫錯嗎?

還是 compilor 的問題??

謝謝。


餵入的資料(Input)：

如上

預期的正確結果(Expected Output)：

分析結果如上

錯誤結果(Wrong Output)：

記憶體分配有違反  char type 1 byte 狀況

分析結果如上

程式碼(Code)：(請善用置底文網頁, 記得排版) 

struct s2{
    char ch[0];
    int num;
};

int main(){
    struct s2 abc;
    printf("size of abc == %d" , sizeof(abc));
}

補充說明(Supplement)：

n/a



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※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_and_CPP/M.1504712284.A.FD8.html
→ Caesar08: 關鍵字：alignment與padding
→ grayStone: code跟compiler都沒問題
推 steve1012: 你想要很緊緻的話也可以加個keyword 讓他沒有padding
→ steve1012: 主要是因為cpu 一次都抓很多個byte起來 所以compiler會
→ steve1012: 加padding 細節你還是google一下有詳盡解說
推 RouterHsieh: http://www.catb.org/esr/structure-packing/
推 b0920075: 對齊，這樣存取資源比較有效率
推 s4300026: 咦! 我還以為是int、char宣告順序的問題，記憶體大小是
→ s4300026: 根據struct內依序宣告中，占用最大記憶體空間的變數為
→ s4300026: 宣告標準
推 Killercat: 不是，純粹就是alignment 又不是union XD
→ Killercat: 不過這的確是沒經驗的人容易踩到雷的地方
推 TianBonBon: 有大大清楚支援unaligned的ARMv7編譯器會如何處置嗎？
推 rbufghj9713: 對了！如果有使用class的virtual function也會有類
→ rbufghj9713: 似的結果
推 dou0228: padding 問題，如果不想要compiler幫你加，就要加keyword
→ dou0228: 最常見的就是在網路封包上，定義好的結構不可以被更改
→ Killercat: protocol絕對要用bitfield或者自己做好padding
→ Killercat: 不過自製padding很容易搞出相容性的人命就是 bitfield
→ Killercat: 相對好做很多