Почему sizeof показывает 8 байт?

Наблюдать:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    struct test
    {
        int num;
        char ch;
    };

    struct test2
    {
        int num;
        char ch;
    } __attribute__((packed));

    printf("%d\n", (int)sizeof(struct test));
    printf("%d\n", (int)sizeof(struct test2));
    return 0;
}

stieber@gatekeeper:~ $ gcc Test.c && ./a.out
8
5

В первой версии используется «заполнение», поэтому такие вещи, как выделение памяти для массива из 10 тестовых структур простым выполнением 10*sizeof(test), по-прежнему будут обеспечивать эффективное расположение памяти.

Невыровненный доступ, например, доступ к 4-байтовому целому числу в ячейке памяти, не находящейся на 4-байтовой границе, менее эффективен, а на некоторых платформах даже приводит к сбою.

Обратите внимание, что attribute — это расширение gcc. Компиляторы нередко предлагают его, но стандарта не существует, поэтому другим компиляторам нужно что-то еще.

Кстати, именно поэтому порядок членов структуры может быть проблемой:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    struct test1
    {
        char ch;
        int num;
        char ch2;
    };

    struct test2
    {
        int num;
        char ch;
        char ch2;
    };

    struct test3
    {
        char ch;
        char ch2;
        int num;
    };

    printf("%d\n", (int)sizeof(struct test1));
    printf("%d\n", (int)sizeof(struct test2));
    printf("%d\n", (int)sizeof(struct test3));
    return 0;

}

stieber@gatekeeper:~ $ gcc Test.c && ./a.out
12
8
8

Как видите, первый занимает больше памяти, чем второй, хотя фактические данные «те же». Это связано с тем, что компилятор должен переместить член int к 4-байтовой границе, поэтому он вставляет 3 байта заполнения после char (это всегда работает при условии, что сама структура размещена в месте, которое удовлетворяет всем требованиям выравнивания).

Если мы соединим оба члена 'char' вместе, компилятору не нужно будет добавлять дополнительные отступы, поскольку для эффективности char не предъявляются особые требования к выравниванию.