在众多C语言面试题目里，经常会考察数据类型以查看面试者的基本知识的掌握程度。这里对C语言的基本数据类型和自定义数据类型进行一些试验，并理解自定义构造类型中构造数据类型的字节对齐规则。

基本类型

C语言中基本数据类型就6（6=3+2+1）个，其中3个整型，2个浮点型，还有1个字符型。

1. 代码片段

   1// 整型
   2printf("sizeof(short) is %ld byte.\n",sizeof(short));
   3printf("sizeof(int) is %ld byte.\n",sizeof(int));
   4printf("sizeof(long) is %ld byte.\n",sizeof(long));
   5// 浮点型
   6printf("sizeof(float) is %ld byte.\n",sizeof(float));
   7printf("sizeof(double) is %ld byte.\n",sizeof(double));
   8// 字符型
   9printf("sizeof(char) is %ld byte.\n",sizeof(char));
   

2. 解析
   因为系统是64位的ubuntu，使用的是gcc编译器，所以字符型占1个字节，short型占2个字节，int型占4个字节，long型占8个字节（32位占4个字节），float型占4个字节，double型占8个字节。

自定义类型

自定义数据类型有5个，分别是数组类型，空类型，指针类型，类和构造数据类型。其中构造数据类型又包含结构体，枚举型和共用体三个。

数组类型

其占用的空间是数组元素类型*数组长度。

空类型

1. 代码片段

   1printf("sizeof(void) is %ld byte.\n",sizeof(void));
   

2. 解析
   空类型只占用1个字节空间

指针类型

指针类型的大小跟指针所指向的数据类型无关，它都是8个字节。包括空类型指针也是如此。

类

待定

构造数据类型

• 字节对齐
  对于构造数据类型所占空间的大小是经常被考察，而出题者想要考察的是面试者对 字节对齐的了解。字节对齐规则有下面三个条件：

  1. 数据成员对齐规则
     结构体或联合体的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员的起始位置要从该成员大小或成员的子成员大小（如数组，结构体）的整数倍开始。
  2. 结构体作为成员
     如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。
  3. 首尾验证
     结构体的总大小必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐。

• 结构体

  1. 代码片段

      1// struct
      2struct student{
      3    char name[10];
      4    int age;
      5    char sex;
      6    int a;
      7    char b,c;
      8};
      9
     10printf("sizeof(struct student) is %ld byte.\n",sizeof(struct student));
     

  2. 解析
     对于结构体struct student所占的空间是28个字节，如果将int a换成char a，则结构体所占的空间是20个字节。这里涉及到 字节对齐的规则。
     在上面的结构体中，字符数组name虽然占10个字节[0-9]的空间，但由于int占 4个字节，得从4的倍数开始存储，所以age占了offset从12-15的四个字节。而10-11这两个字节由系统补齐。接着下面的char sex后面也会补3个字节，最后的char要补2个字节，所以结构体的总大小为28（28=12+4+4+4+4）个字节。当将int sex改为char sex后，第一个规则将不会让sex后面填充了，所以此时将结构体的总大小为20（20=12+4+1+1+2）个字节。

• 共用体

  1. 代码片段

     1// union
     2union u{
     3    char ch;
     4    int num;
     5    double dou;
     6    char name[10];
     7};
     8printf("sizeof(union u) is %ld byte.\n",sizeof(union u));
     

  2. 解析
     共用体将会占用16个字节空间，根据条件3很容易得到。虽然char name只占了10个字节，但是由于double类型占8个字符，整个共用体的占用空间必须是8的整数倍，所以占用的空间会是16字节了。

• 枚举类型

  1. 代码片段

     1// enum
     2enum days{mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun};
     3
     4printf("sizeof(enum days) is %ld byte.\n",sizeof(enum days));
     

  2. 解析
     枚举类型的大小恒为4个字节。

试验

• 验证C语言中数据类型所占空间大小
  • 源码
    结果如下图
    
    
    
    
    
  • 解析
    1. 每种数据类型的大小
    2. 变量和变量类型求sizeof后完全一致，不存在类型没有定义变量就占用很少的空间。

参考文献

1. 深入了解void以及void指针
2. 字节对齐
3. 5分钟搞定内存字节对齐