#pragma pack(n)内存对齐方式

在C语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

 

例如，下面的结构各成员空间分配情况：
struct test
{
     char x1;
     short x2;
     float x3;
     char x4;
};

 

结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。

 

更改C编译器的缺省字节对齐方式
在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件：
     · 使用伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。
     · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。

另外，还有如下的一种方式：
     · __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。

如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。
     · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。

以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

 

最后得到了以下结论：
    1. 成员的对齐是按声明顺序进行的；
    2. 对齐值由编译指示和最大成员两者较小的值决定；
    3. 未对齐到对齐值的成员一起形成块对齐（联合对齐）；
    4. 上一个（下一个）对齐采用自己较大则不变，自己较小则填充自己对齐到上一个（下一个）大小；
    5. 每成员对齐：如果前面已对齐到对齐值，下一个对齐自己。如果前面未对齐到对齐值，如果加上下一个成员不大于对齐值，下一个对齐自己，否则填充自己块对齐到对齐值。
    6. 最后还未对齐到对齐值的，填充空间块对齐到对齐值。

从这些结论，可以得到：
    1. 以上的对齐原则其实是尽量整齐排列、尽量节省内存。
    2. 声明成员应该尽量避免不同类型错杂开来，最好采用从小到大或者从大到小的顺序（错开后，会因为上对齐和下对齐而增加填充开销）。
    3. 编译器缺省采用8字节对齐主要是因为最大基本类型为8自己（以前自己不明白，在论坛提过问，后来，以为是SSE指令的原因）。
    4. 手算sizeof是没有必要的，负责的（可以先对齐出对齐块，用块数乘对齐值）。