求解析C语言结构体大小及代码各输出结果的原因

先贴出原代码：

struct X {struct X *p; short a, *b;};
struct X x, *p=&x;
printf("0:%x\n", p);
printf("1:%x\n", sizeof(*p));
printf("2:%x\n", &p->a);
printf("3:%x\n", &p->b);
printf("4:%x\n", ++p);
printf("5:%x\n", p-&x);
printf("6:%x\n", &x-p);

对应的输出（根据你提供的图片整理）：

0:7ffeefbff5e0
1:18
2:7ffeefbff5e8
3:7ffeefbff5ea
4:7ffeefbff5f2
5:1
6:ffffffff

下面逐个解释每一行输出的逻辑：

1. 输出0：p的地址 #

p是指向结构体变量x的指针，这里输出的是x在栈内存中的起始地址，不同运行环境下这个值会不一样，属于正常现象。

2. 输出1：sizeof(*p)=18的原因 #

*p等价于struct X类型，它的大小由成员大小和内存布局决定：

• 64位系统下，指针类型占8字节，所以struct X *p和short *b各占8字节
• short a是短整型，占2字节

三个成员的总大小是8+2+8=18，这里没有额外的内存填充，说明当前编译环境没有强制要求结构体总大小对齐到最大成员（8字节）的倍数（C标准允许这种情况，只是部分架构下不对齐的指针访问会有性能损耗）。

3. 输出2：&p->a的地址 #

结构体成员在内存中按声明顺序排列，第一个成员p占8字节，所以第二个成员a的起始地址是x的起始地址加8，也就是0x7ffeefbff5e0 + 8 = 0x7ffeefbff5e8，和输出完全匹配。

4. 输出3：&p->b的地址 #

a是2字节的短整型，所以第三个成员b的起始地址是a的地址加2，也就是0x7ffeefbff5e8 + 2 = 0x7ffeefbff5ea，和输出一致。

5. 输出4：++p的结果 #

指针自增的步长是指向类型的大小，也就是sizeof(struct X)=18（十六进制为0x12）。p原本指向0x7ffeefbff5e0，自增后地址变为0x7ffeefbff5e0 + 0x12 = 0x7ffeefbff5f2，和输出一致。

6. 输出5：p-&x的结果 #

C语言中同类型指针相减，结果是两个指针之间相差的元素个数，而非字节数。p现在指向x之后的下一个struct X位置，所以差值是1，输出1。

7. 输出6：&x-p的结果 #

这是&x - p，计算得0 - 1 = -1。因为printf用了%x格式符，会把数值当作无符号十六进制输出，-1的32位无符号表示是ffffffff（这里输出32位是因为%x默认处理32位整数，64位指针被截断了）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者KeyboardSound