为什么此结构大小为3而不是2？

我已经定义了这个结构：

typedef struct
{
    char A:3;
    char B:3;
    char C:3;
    char D:3;
    char E:3;
} col; 

该sizeof(col)给我3的输出，但它不应该是2？如果仅评论一个元素，sizeof则为2。我不明白为什么：3个元素的5个元素等于15位，并且小于2个字节。

定义这样的结构时是否存在“内部尺寸”？我只需要澄清一下，因为从到目前为止的语言概念来看，我期望的大小为2字节，而不是3字节。

因为您使用的char是字段的基础类型，所以编译器尝试按字节对位进行分组，并且由于它不能在每个字节中放置超过8位，因此每个字节只能存储两个字段。

您的结构使用的位的总和为15，因此适合大量数据的理想大小为a short。

#include <stdio.h>

typedef struct
{
  char A:3;
  char B:3;
  char C:3;
  char D:3;
  char E:3;
} col; 


typedef struct {
  short A:3;
  short B:3;
  short C:3;
  short D:3;
  short E:3;
} col2; 


int main(){

  printf("size of col: %lu\n", sizeof(col));
  printf("size of col2: %lu\n", sizeof(col2));

}

上面的代码（用于像我的64位平台）确实会产生2第二个结构。对于大于a的任何内容short，该结构将填充不超过所使用类型的一个元素，因此-对于同一平台-该结构最终将以4表示大小int，以8表示大小long等。

因为您没有跨最小对齐边界（1个字节）的位数据包字段，所以它们很可能像

byte 1
  A : 3
  B : 3
  padding : 2
byte 2
  C : 3
  D : 3
  padding : 2
byte 3
  E : 3
  padding : 5

（同一字节中字段/填充的顺序不是有意的，这只是为了给您一个想法，因为编译器可以将它们放下它喜欢的方式）

前两个位字段适合单个char。第三者不能适应这一点char，需要一个新的。3 + 3 + 3 = 9，这不适合8位字符。

因此，第一对取一个char，第二对取一个char，最后一位取第三char。

大多数编译器都允许您控制填充，例如使用#pragmas。这是GCC 4.8.1的示例：

#include <stdio.h>

typedef struct
{
    char A:3;
    char B:3;
    char C:3;
    char D:3;
    char E:3;
} col;

#pragma pack(push, 1)
typedef struct {
    char A:3;
    char B:3;
    char C:3;
    char D:3;
    char E:3;
} col2;
#pragma pack(pop)

int main(){
    printf("size of col: %lu\n", sizeof(col));  // 3
    printf("size of col2: %lu\n", sizeof(col2));  // 2
}

请注意，存在编译器的默认行为是有原因的，它可能会为您提供更好的性能。

尽管ANSI C标准对如何打包位域的规定太少了，与“允许编译器打包但认为合适的位域”相比，提供任何显着的优势，但是在许多情况下，它还是禁止编译器以最有效的方式打包内容。

特别地，如果结构包含位域，则要求编译器将其存储为包含某个或多个“正常”存储类型的匿名字段的结构，然后在逻辑上将每个此类字段细分为其组成的位字段部分。因此，给出：

unsigned char foo1: 3;
unsigned char foo2: 3;
unsigned char foo3: 3;
unsigned char foo4: 3;
unsigned char foo5: 3;
unsigned char foo6: 3;
unsigned char foo7: 3;

如果unsigned char为8位，则要求编译器分配该类型的四个字段，并为除一个字段之外的所有字段分配两个位字段（它们将位于char其自己的字段中）。如果所有char声明都已替换为short，那么将有两个类型的字段short，其中一个字段将包含五个位域，而另一个字段将保留其余两个位域。

在没有对齐限制的处理器上，可以通过使用unsigned short前五个字段和unsigned char后两个字段（三个字节存储七个三位字段）来更有效地布局数据。尽管应该可以在三个字节中存储八个三位字段，但是编译器只能允许存在一个可用作“外部字段”类型的三字节数字类型。

我个人认为定义的位域基本上是无用的。如果代码需要处理二进制打包的数据，则应明确定义实际类型的存储位置，然后使用宏或其他某种方式访问​​其位。如果C支持以下语法，则将很有帮助：

unsigned short f1;
unsigned char f2;
union foo1 = f1:0.3;
union foo2 = f1:3.3;
union foo3 = f1:6.3;
union foo4 = f1:9.3;
union foo5 = f1:12.3;
union foo6 = f2:0.3;
union foo7 = f2:3.3;

这样的语法（如果允许）将使代码能够以可移植的方式使用位域，而无需考虑字长或字节顺序（foo0将位于f1的三个最低有效位，但是可以将它们存储在较低或较高的地址）。但是，缺少这种功能，宏可能是处理此类问题的唯一可移植方式。