在结构体中内存对齐的规则及其重要性

一、如何内存对齐

内存分配的规则：
①第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
②从第二个成员开始，每个成员都要对齐到它自身对齐数的整数倍的地址处（每个成员的对齐数是自身的大小和默认对齐数的较小值，VS平台下的默认对齐数是8，linux下的是4） 。
③结构体的总大小必须是所有对齐数里面最大的那个对齐数的整数倍

修改默认对齐数：
#pragram pack(4)//把默认对齐数改为4。
#pragram pack()//取消对默认对齐数的修改

windows下VS平台默认对齐数可改为（1，2，4，8）。
Linux下默认对齐数可改为（1，2，4）。

下面写几个例题加深理解

栗子1：struct A{    char c;    double b;    int i;};int main(){    struct A sa;    printf("%d\n",sizeof(sa));    system("pause");    return 0;}

上面求出来sa的大小是24个字节，我们来分析一下。

（1) c 这个字符变量从0偏移处开始存，总大小是一个字节。

（2）第二个成员是double型的，大小为8个字节，而默认对齐数是8，所以它 的对齐数是8。
根据规则②它要对齐到它的对齐数的整数倍上，b的储存位置就是8偏移处—16偏移处。那么它与第一个变量c之间就空了7个字节，这7个字节就浪费掉了。

（3）第三个成员是int型的，占4个字节，默认对齐数是8，取较小值，所以它的对齐数是4，正好从16偏移处开始存，i就存在16偏移处到20偏移处。

最后再看看规则③。我们知道这里面最大对齐数是8，但20并不是8的倍数，所以后面还要再加四个字节的空间。所以总大小24就是这么算出来的。

栗子2：struct A{    char c;    double b;    int i;};struct B{    int k;    struct A sa;};int main(){    struct B sb;    printf("%d\n",sizeof(sb));    system("pause");    return 0;}

看看这个，可能会迷惑这个结构体B中又有一个结构体变量sa，那sa的对其规则是啥？这里的结构体变量sa的对齐数是取struct A中所有对齐数里面最大的那个对齐数，所以这里sa的对齐数是8，而sa的大小是24。最后算出来sb的大小是32。

二、为何要内存对齐

1. 平台原因(移植原因)：
   不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能
   在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
2. 性能原因：
   数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。
   原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的
   内存访问仅需要一次访问。

总结：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间：
让占用空间小的成员尽量集中在一起。

struct A{    char c1;    double a;    char c2;    double b;    int i;};struct B{    char c1;    char c2;    int i;    double a;    double b;};

像这两个结构体占的内存大小是不同的，第一个结构体占内存是40字节，第二个占的内存是24字节。但是这两个结构体里面元素是一样的，但耗费的空间资源不同。