结构体大小由成员顺序、对齐规则和编译器策略共同决定；大对齐成员前置可减少填充，alignas会提升整体对齐并增大sizeof，空基类优化可省空间，末尾padding影响数组布局与序列化。

结构体成员顺序直接影响 sizeof 结果

编译器在布局结构体时，会按声明顺序逐个放置成员，并在必要时插入填充字节（padding），以满足每个成员的对齐要求。对齐要求通常是其自身大小的整数倍（如 int 通常需 4 字节对齐，double 通常需 8 字节对齐）。如果把大对齐需求的成员放在前面，后面小成员更容易“塞进”空隙；反之，小成员在前可能导致大量 padding 被浪费。

例如：

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struct A {
    char a;     // offset 0, size 1
    int b;      // offset 4 (not 1), needs 4-byte alignment → 3 bytes padding
    char c;     // offset 8
}; // sizeof(A) == 12

struct B {
    int b;      // offset 0
    char a;     // offset 4
    char c;     // offset 5
}; // sizeof(B) == 8 —— 同样三个成员，但更紧凑

• struct A 因 char 开头导致中间插入 3 字节 padding，末尾还可能补 padding 使整体对齐到最大成员对齐值（这里是 4）
• struct B 把 int 放最前，两个 char 紧跟其后，共用一个对齐边界，无内部 padding
• 实际 sizeof 还受编译器默认对齐策略影响（如 #pragma pack 或 alignas 可强制改变）

alignof 和 alignas 明确控制对齐边界

每个类型都有固有对齐值，可用 alignof(T) 查询；而 alignas(N) 可显式提升类型或变量的对齐要求。一旦你提高对齐，不仅影响该成员自身位置，还会拉高整个结构体的 alignof，进而可能扩大 sizeof —— 尤其当结构体作为数组元素时，编译器必须保证每个元素起始地址都满足该对齐。

例如：

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struct alignas(16) C {
    char x;
}; // sizeof(C) == 16, alignof(C) == 16

• 即使只有 1 字节数据，alignas(16) 强制结构体按 16 字节对齐，sizeof 必须是 16 的倍数
• 若去掉 alignas，sizeof(C) 通常为 1，alignof(C) 为 1
• 这种对齐提升在 SIMD、DMA 或内存映射 I/O 场景中必需，但会显著增加内存占用

空基类优化（EBO）可消除某些 padding，但不适用于所有情况

C++ 标准允许空基类不占空间（即 EBO），前提是它不与派生类中其他成员产生地址冲突。这使得带空基类的结构体可能比“手动模拟”更小。但注意：EBO 不作用于空成员子对象（比如 std::tuple 是空的，但作为成员仍可能因对齐规则被分配空间）；且若基类有虚函数或虚基类，则通常无法完全消除开销。

例如：

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struct Empty {};
struct D : Empty {
    int x;
}; // sizeof(D) == 4 —— Empty 不额外占空间

struct E {
    Empty e;
    int x;
}; // sizeof(E) == 8（常见实现）—— e 作为成员，可能触发对齐 padding

• EBO 是编译器优化行为，不是强制要求，但主流编译器（GCC/Clang/MSVC）都支持
• 继承链中多个空基类一般也能共用同一地址，但若出现同名成员或访问冲突，可能失效
• 别依赖 EBO 来“压缩”非空类型；它只对真正无数据、无虚表指针的空类型有效

结构体末尾的 padding 容易被忽略，但它影响数组和嵌套布局

结构体末尾可能有 padding，目的是让连续对象在数组中保持各自成员的对齐。例如，若结构体最大成员需 8 字节对齐，那么即使其数据部分仅 9 字节，sizeof 也会向上补齐到 16，否则第二个元素的 double 成员就无法落在 8 字节边界上。

• 这个末尾 padding 不会被内部成员复用，也不参与成员偏移计算，但它真实存在并计入 sizeof
• 用 offsetof 查成员偏移时，看不到末尾 padding；但用 sizeof 减去最后一个成员的 offsetof + sizeof，差值就是末尾 padding 大小
• 在跨平台二进制协议或内存映射文件中，末尾 padding 若未显式填充或对齐控制，会导致读写错位