Каким образом здесь происходит упаковка структур?

В языке C упаковка структур происходит во время выделения памяти для каждого поля структуры. Упаковка - это процесс, при котором компилятор располагает поля структуры в памяти таким образом, чтобы минимизировать расход памяти.

Когда мы объявляем структуру, компилятор выделяет память для каждого поля, начиная с самого первого поля. Отступы между полями могут быть добавлены для выравнивания полей на адреса, кратные размеру данных. Это может быть полезным, например, для доступа к данным по определенным границам памяти или для улучшения производительности в некоторых случаях.

По умолчанию, компилятор C добавляет дополнительные поля для выравнивания структуры. Это происходит потому, что многие процессоры имеют ограничения на выравнивание данных, и нарушение этих ограничений может вызвать ошибки или снижение производительности. Отступы называются "выравнивающими полями" или "padding".

Размер структуры равен сумме размеров ее полей и выравнивающих полей. Например, если у нас есть структура:

struct example {
    int a;
    char b;
    double c;
};

Размер структуры example может быть больше, чем просто сумма размеров ее полей. Компилятор может добавить выравнивающие поля между полями, чтобы обеспечить правильное выравнивание. Например, на некоторых системах размер структуры example может быть 12 байт, хотя размер полей составляет всего 9 байт.

Однако, в некоторых случаях такое выравнивание может быть избыточным и приводить к неэффективному использованию памяти. В таких ситуациях мы можем использовать директивы компилятора для настройки выравнивания структур.

В языке C существует директива #pragma pack, которая позволяет изменить выравнивание структур. Например, #pragma pack(1) указывает компилятору использовать минимальное выравнивание данных в структурах. Это может быть полезно, например, для сериализации данных или для сокращения размера структур.

#pragma pack(1)
struct example {
    int a;
    char b;
    double c;
};

В этом примере структура example будет иметь размер 13 байт, а не 12, как в предыдущем примере.

Однако, стоит помнить, что изменение выравнивания может иметь нежелательные побочные эффекты, такие как ухудшение производительности или невалидные оптимизации компилятора. Поэтому необходимо тщательно оценивать необходимость изменения выравнивания структур и использовать данный подход со знанием дела.