Почему sizeof для структуры не равен сумме sizeof каждого члена?

Упаковка и выравнивание байта, как описано в C FAQ здесь :

Это для выравнивания. Много процессоров не могут получить доступ 2-и 4-байтовые количества (например, ints и длинные целые), если они переполнены в во все стороны.

предположим у Вас есть эта структура:

struct {
    char a[3];
    short int b;
    long int c;
    char d[3];
};

Теперь, Вы могли бы думать, что должно быть возможно упаковать эту структуру в память как это:

+-------+-------+-------+-------+
|           a           |   b   |
+-------+-------+-------+-------+
|   b   |           c           |
+-------+-------+-------+-------+
|   c   |           d           |
+-------+-------+-------+-------+

, Но очень, намного легче на процессоре, если компилятор располагает его как это:

+-------+-------+-------+
|           a           |
+-------+-------+-------+
|       b       |
+-------+-------+-------+-------+
|               c               |
+-------+-------+-------+-------+
|           d           |
+-------+-------+-------+

В упакованной версии, заметьте, как Вам и мне, по крайней мере, немного трудно видеть, как b и c поля повторяются? Короче говоря это трудно для процессора, также. Поэтому большинство компиляторов дополнит структуру (как будто с дополнительными, невидимыми полями) как это:

+-------+-------+-------+-------+
|           a           | pad1  |
+-------+-------+-------+-------+
|       b       |     pad2      |
+-------+-------+-------+-------+
|               c               |
+-------+-------+-------+-------+
|           d           | pad3  |
+-------+-------+-------+-------+

Если Вы хотите, чтобы структура имела определенный размер с GCC, например, используют __attribute__((packed)) .

В Windows можно установить выравнивание на один байт при использовании cl.exe compier с /Zp опция .

Обычно, для ЦП легче получить доступ к данным, которые являются кратными 4 (или 8), завися платформа и также на компиляторе.

, Таким образом, это - вопрос выравнивания в основном.

у Вас должны быть серьезные основания изменить его.

Это может произойти из-за выравнивания байта и дополнения так, чтобы структура вышла к четному числу байтов (или слова) на Вашей платформе. Например, в C на Linux, следующих 3 структурах:

#include "stdio.h"


struct oneInt {
  int x;
};

struct twoInts {
  int x;
  int y;
};

struct someBits {
  int x:2;
  int y:6;
};


int main (int argc, char** argv) {
  printf("oneInt=%zu\n",sizeof(struct oneInt));
  printf("twoInts=%zu\n",sizeof(struct twoInts));
  printf("someBits=%zu\n",sizeof(struct someBits));
  return 0;
}

Имеют участников, кто размеры (в байтах), 4 байта (32 бита), 8 байтов (2x 32 бита) и 1 байт (2+6 битов) соответственно. Вышеупомянутая программа (на Linux с помощью gcc) печатает размеры как 4, 8, и 4 - где последняя структура дополняется так, чтобы это было отдельное слово (4 байта на 8 битов на моей платформе на 32 бита).

oneInt=4
twoInts=8
someBits=4

Это может сделать так при неявно или явной установке выравнивания структуры. Структура, которая выравнивается 4, будет всегда кратной 4 байтам, даже если бы размер ее участников был бы чем-то, что это не несколько 4 байта.

Также библиотека может быть скомпилирована под x86 с 32-разрядным ints, и можно выдерживать сравнение, его компоненты на 64-разрядном процессе были бы давать Вам различный результат при выполнении этого вручную.

В дополнение к другим ответам структура может (но обычно не делает), имеют виртуальные функции, в этом случае размер структуры будет также включать пространство для vtbl.