为什么结构体和联合体的大小不匹配？

Question

我已经声明了一个联合体，将4100个字节分配给"sample_union"变量，并将相同的联合声明作为结构的一部分，该结构正在分配4104个字节。

union test_size_union {
    struct {
        uint8_t type;
        union {
            uint8_t count;
            uint8_t list;
        };
        uint16_t rc;
        uint16_t arr_value[2048];
    };
    uint64_t first_dword;
}__attribute__((packed)) sample_union ;

将上述联合体放置在结构体内会分配 4104 字节。

struct test_size_struct {
    union {
        struct {
            uint8_t type;
            union {
                uint8_t count;
                uint8_t list;
            };
            uint16_t rc;
            uint16_t arr_value[2048];
        };
        uint64_t first_dword;
    };
}__attribute__((packed)) sample_struct;

好的，这不是一个项目要求，但我想知道为什么编译器对这两个声明的行为不同。

gcc版本：（GCC）4.9.2，x86_64

平台：Linux，x86_64

- user50

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请注意，C++标准不允许使用匿名结构体（GCC提供了该扩展功能）。 - eerorika

@JoachimPileborg：该数组的类型为uint16_t[2048]，因此在大多数机器上占用4096字节。 - DarkDust

@user50 不要在评论中发布多行代码；而是编辑您的问题。 - user694733

重新表达我的原始评论：联合体内部的结构体没有被打包。 - Some programmer dude

实际上，在这种情况下，打包一个联合体是有意义的。未打包的联合体具有一些填充，因此其大小是8（sizeof(uint64_t)）的倍数。打包的联合体则不会有填充。 - Martin Bonner supports Monica

Answer 1

当您将联合体放置在结构体内时，您没有将union标记为packed。未压缩的联合体有一些填充（四个字节），以使其大小成为uint64_t大小的倍数。

压缩的联合体不具备此填充，因此它更小。

另外需要注意的是，在联合体内部的匿名结构体没有标记packed。在这种情况下没有关系，因为一切都很好地对齐了 - 但这也是需要注意的问题。

- Martin Bonner supports Monica