为何GCC默认不对结构体进行内存对齐？

首先要明确：内存对齐的核心规则是结构体的整体对齐要求等于其内部最宽基本数据类型的对齐要求，编译器只会填充必要的字节来满足这个要求，不会做多余的对齐。

对于你定义的color_t结构体：

typedef struct {
    unsigned char r, g, b;
} color_t;

内部所有成员都是unsigned char，这类单字节类型的对齐要求是1字节——也就是说，它们可以放在内存的任意地址上，不需要对齐到2、4或更大的字节边界。因此整个结构体的对齐要求也为1字节，编译器不需要添加任何填充字节，sizeof(color_t)自然就是3。

GCC的默认行为完全遵循目标平台的ABI规范：

• 对于仅含单字节成员的结构体，强行对齐到更大的边界（比如4字节）只会浪费内存，不会带来任何性能收益——因为CPU访问单字节数据不需要对齐。
• 只有当结构体中存在对齐要求更高的成员（比如int、float这类需要4字节对齐的类型）时，编译器才会自动添加填充字节，确保所有成员都满足对齐要求，同时结构体整体也符合最宽成员的对齐规则。

你提到的__attribute__((aligned))是显式指定了更高的对齐要求，属于手动覆盖默认行为，编译器会按照你指定的对齐边界来添加填充字节，所以此时结构体的大小会被调整到符合要求的值。

你的测试代码：

#include <stdio.h>

typedef struct {
    unsigned char r, g, b;
} color_t;

int main() {
    printf("size of color_t: %lu\n", sizeof(color_t));
}

编译运行输出：

$ gcc test.c -o test
$ ./test
size of color_t: 3

$ gcc --version
gcc (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

内容的提问来源于stack exchange，提问作者traveh