構造体のバイト数について

Question

struct cell {
int value;
struct cell* next;
     };
printf("%d¥n",sizeof(struct cell));
printf("%d¥n",sizeof(struct cell *));

上のような線形リストの構造体cellがあるとします。出力結果が、16,8となったのですが、なぜそうなるのかよく分かりません。intのバイト数が4というのは分かるのですが、cell*のバイト数が8となるのが分かりません。また、このように考えると。構造体cellのバイト数は4+8=12となると思うのですが、なぜ16になるのか分かりません。教えて下さい。よろしくお願いします。

Answer 1

まず、ポインタのサイズは中身とは関係なく、マシンアーキテクチャによって決まります。WindowsやLinuxの64ビット環境では、ポインタも64ビット=8バイトです。

そして、構造体全体のサイズは、アライメントといって隙間が入っていることがあるので、中身のサイズの和とは必ずしも一致しません。

Answer 2

構造体の中身のメンバーを隙間なく詰めるか、隙間を空けて、8バイト変数を8の倍数番地に置くなどするかは、メモリの節約と変数のアクセス速度とのトレードオフです。

struct cellの場合、隙間なく詰めると、8バイトサイズのnextが8の倍数番地に置かれないことがありますが、その場合、そのnextへのメモリアクセスがごく僅かですか遅くなります。
つまり、8バイト変数は、8の倍数番地に置くとアクセスが速いのです（x86やx64だと速度だけの問題ですが、CPUに依っては8の倍数番地で無いと1命令で8バイトアクセス出来ないものもあるかもしれません）。

ソースコードの構造体定義の前に#pragma pack(1)とか書くと、構造体メンバー間の隙間を詰めますので、struct cellは12バイトになります。

Answer 3

構造体cellのバイト数は4+8=12となると思うのですが、

多分、64bitアライメントで、64bitの倍数に切り上げでしょう。
12/8 => 1.5 切り上げで、2 ... 2x64bit / 8bit => 16

Answer 4

アライメントのせいです。

構造体のサイズとアライメント