C#中结构体的内存大小与分配问题~求解

在与非托管代码的互操作时，有时会需要结构体传递结构体参数，因为两者之间存在内存分配上的差异，而坚决这个差异必须知道C#中的结构体内存分配与大小。
实验场景：
所有结构体均使用默认的:

StructLayoutAttribute(Value = LayoutKind.Sequential,Pack = 8)

；
结构体实际大小计算使用:

Marshal.SizeOf(typeof(StructName))

；

*下面的现象和问题假设在试验场景所用方法都正确下进行，如以上方式有误，请告知

先说说我的理解，结构体中的字段因为需要与Pack大小对齐，所以每次需保证字段的起始地址是Pack大小的整数倍。

//16字节

struct S1

{

sbyte b; //1

long l;  //8

}

//16字节

struct S11

{

long l;  //8

sbyte b; //1

}

因为long需要8个字节，而前面的sbyte只暂用1个字节，这时候需要额外的浪费7个字节使l字段偏移位置刚好在pack大小的倍数上。

但是下面的2个结构体，成员是一样的（除了顺序），但是大小却是不一样的。

struct S2 //32字节

        {

            int x;    //4 

            double b; //8

            double c; //8

            byte a;   //1

        }


        struct S3 //24字节

        {

            byte a;   //1

            int x;    //4 

            double b; //8

            double c; //8

        }

问题1：猜想是a字段与x字段共同占用了第一个pack大小的空间。那么这与字段偏移量是pack大小的整数倍不就相矛盾了？求解释

还有一个现象:

struct S4 //12

{

   sbyte s;//1

   int i1; //4

   int i2; //4

}

问题2：假设字段s与字段i1合并，那么根据前面的结构体S11，应该是16字节。字段i2（相对S11中的字段b）不足pack大小（8字节），补足。但实际为什么事12字节？求解释

5 个解决方案

#1

附上摘自C# 4.0 in nutshell中的一段描述，一直无法理解，很纠结。
For access speed, each field is placed at an offset that is a multiple of the field’s size.
That multiplier, however, is restricted to a maximum of x bytes, where x is the pack
size. In the current implementation, the default pack size is 8 bytes, so a struct comprising
a sbyte followed by an (8-byte) long occupies 16 bytes, and the 7 bytes following
the sbyte are wasted.

#2

和系统有关吧
X86 系统最小分配内存为 4字节，就是Int32

可以用sizeof() 算一下结构体的长度

#3

http://topic.csdn.net/u/20070706/11/fb7a939e-841b-4378-af8d-bef641e66153.html

#4

字节对齐
连续分配，不足8字节的对齐到8字节，如果剩下不足存放下一个变量，则补齐到8字节，下一个8字节开始保存。



struct S2 //32字节

{

	int x;    //4 :0~3

	double b; //8 :8-4=4，不足以保存double的8字节，所以此处浪费4字节，double b位置：8~16

	double c; //8 :17~24

	byte a;   //1 :25，但根据字节对齐原则，后面7个字节留空

}


struct S3 //24字节

{

	byte a;   //1 :0

	int x;    //4 :1~4

	double b; //8 :8-5不足以保存double，则浪费3字节，double b位置：8~16

	double c; //8 :17~24

}

#5

引用 4 楼 wuyazhe 的回复:

字节对齐
连续分配，不足8字节的对齐到8字节，如果剩下不足存放下一个变量，则补齐到8字节，下一个8字节开始保存。

C# code

struct S2 //32字节
{
    int x;    //4 :0~3
    double b; //8 :8-4=4，不足以保存double的8字节，所以此处浪费4字节，double b位置：8~16
    double c; //8 :……

但是问题中的S4结构体，却是12字节的，按照补足原则应该是16字节吧(Pack为8字节下）。

#1

#2