C++ 結構體首個成員為 char 類型時無法正確獲取地址的原因分析

現象描述

定義一個結構體，其第一個成員為 char 類型。在主函數中創建該結構體對象，並嘗試獲取該 char 成員的地址並打印。在 Windows XP 及 Android AIDE 環境下均顯示亂碼（如負數地址 -2639232），但若將首個成員改為 int 等 4 字節類型則能正常輸出地址。

根本原因：內存對齊與指針打印格式

// 示例輸出地址差值
-2639232  // char 成員地址
-2639228  // 下一個 int 成員地址（差 4 字節）
-2639220  // 再下一個 int 成員地址（差 4 字節）

1. 編譯器按 4 字節對齊：雖然 char 只有 1 字節，但編譯器為了訪問效率，會在其後填充 3 字節 padding，導致下一個成員起始地址相差 4 字節。
2. 地址最高位為 1 顯示為負數：32 位系統下，棧內存地址通常超過 0x80000000，符號位為 1，若用 %d（有符號整數）打印指針，會被解釋為負數。應使用 %p 並轉型為 void*。

正確打印姿勢

struct Demo { char c; int a; double d; };
Demo obj;
printf("char 地址: %p\n", (void*)&obj.c);
printf("int  地址: %p\n", (void*)&obj.a);
printf("double 地址: %p\n", (void*)&obj.d);

避坑指南

• 打印指針永遠用 %p + (void*)，不要用 %d、%x 或 %ld。
• 結構體設計時，將較大類型（double、long long、指針）放在前面，可減少填充字節，節省內存。
• 使用 #pragma pack(n) 或 __attribute__((packed)) 可控制對齊，但可能降低訪問性能。