C语言Union内存分配解析：为何共用体大小为8字节？

问题重现 #

代码：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

union myUnion {
    struct {
        uint8_t a1;
        uint8_t b1;
        uint8_t c1;
        uint8_t d1;
        uint8_t e1;
    } abc;
    int a;
};

int main() {
    printf("size:%ld\n", sizeof(union myUnion));
    return 0;
}

输出：size:8

疑问：结构体含5个uint8_t成员共5字节，int成员为4字节，为何共用体大小不是9而是8？

核心原因：共用体大小规则 + 内存对齐 #

共用体的内存分配遵循两个核心规则：

• 大小取成员对齐后最大占用空间：共用体的大小必须能容纳所有成员中，对齐后占用空间最大的那个，而非简单取成员自身sizeof值的最大值。
• 整体对齐到最严格的对齐模数：共用体本身的起始地址和总大小，必须满足其所有成员中最严格的内存对齐要求。

具体到你的代码：

1. 结构体abc的实际占用：虽然5个uint8_t总字节数是5，但你的环境中int的对齐模数为4字节（大部分32/64位系统的默认规则），共用体的对齐要求会传递给内部结构体。为了满足4字节对齐，结构体需要填充3个字节，最终占用8字节（5的下一个4的倍数）。
2. int成员a的占用：sizeof(int)为4字节，对齐模数4字节，自身占用4字节。
3. 共用体需要容纳对齐后最大的成员（即结构体的8字节），同时整体满足4字节对齐，所以最终大小为8字节。

验证方法 #

你可以打印结构体自身的大小来确认：

printf("struct size:%ld\n", sizeof(union myUnion.abc));

在你的环境中，这个输出会是8而非5，直接证明结构体被填充了字节以满足对齐要求。

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