pythonのstructモジュールについて

Question

python初心者です。
バイナリデータの扱いを学んでいるのですが、
以下のフォーマット文字の書き順で差異が生じるのはなぜでしょうか。

import struct 

data = struct.pack('hb', 1,2)
print(data) #b'\x01\x00\x02'
print(len(data)) #3

data = struct.pack('bh', 1,2)
print(data) #b'\x01\x00\x02\x00'
print(len(data)) #4

https://docs.python.org/ja/3/library/struct.html#struct-format-strings
フォーマット文字に'b'を指定すると1バイト分、'h'を指定すると2バイト分でパックするみたいなので合計3バイトになるのかなと思っていましたが、
なぜか後者の書き方では'bh'が4バイト分でパックされているようです。

あと、'l'は4バイト分のサイズみたいなのですが下記コードだと8バイトで出てるのも分かりません。

data = struct.pack('l', 1)
print(data) #b'\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
print(len(data)) #8

私の認識が間違っているのでしょうか。
以上、理由をご教示いただけますと幸いです。

Comments

[wa20ta_mzn]

皆様、ご回答頂きありがとうございます。
アライメントという言葉はよく理解していませんでした。
教えて頂いたリンク先を参考に、再度勉強してみます。

Answer 1

otnさんの説明への補足です。

アラインメント(境界整合)というのは、性能とメモリ消費のトレードオフ(得失)による問題です。

アラインメントを合わせると性能が上がりますがが増えます。
アラインメントを合わせないで詰め込むとメモリ消費が減りますが、性能は下がります。

なぜそうなるかについては、データ型のアラインメントとは何か，なぜ必要なのか？をお読みください。

Answer 2

「アラインメント」という言葉を聞いたこがないでしょうか？
多くの環境で、2バイトのデータは2の倍数位置、4バイトのデータは4の倍数位置に置かれるように、間に詰め物が挿入されます。

デフォルトではプラットフォーム依存のアラインメントが行われるので、アラインメントを抑止（詰め物を入れない）ためには、=を書きます。'=bh'
参照：struct --- バイト列をパックされたバイナリデータとして解釈する — Python 3.10.0b2 ドキュメント