跟我一起学C++之从C到C++（结构体内存对齐）

1.什么是内存对齐

（1）      编译器为每个“数据单元”按排在某个合适的位置上。

（2）      C、C++语言非常灵活，它允许你干涉“内存对齐”。也就是可以人为的设置编译器的对齐方式。

2.为什么要对齐

性能原因：在对齐的地址上访问数据快。如果是字节对齐方式存储的话，CPU读取的时候只需要进行一个总线周期即可全部读取完毕，如果不对齐的话，对于32位的系统，CPU读取的时候一般架构都是从偶地址开启的，一次只能读取4个字节，因此需要两个总线周期才能完成，并且还需要进行寄存器里面的数据合并，还需要进行数据移位那么这样的效率就是很低的。

3.如何对齐

（1）      第一个数据成员放在offset为0的位置

（2）      其它成员对齐至min(sizeof(member)，#pragma pack所指定的值)的整数倍。

（3）整个结构体也要对齐，结构体总大小对齐至各个成员中最大对齐数的整数倍。

 

代码示例：

//main.cpp#include <iostream>using namespace std;#include <stdio.h>#pragma pack(2)//修改对齐数struct Test{char a;//1个字节double b;//8个字节char c;//1个字节};#pragma pack()//对齐规则//1.第一个成员与结构体变量的偏移量为0。也就是&test = &test.a;//2.其它成员要对齐到某个数字（对齐数）的整倍数的地址//3.对齐数取编译器预设的一个对齐整数与该成员大小的较小值，VS中是默认值是8，所以上述打印出来就是24，取值可以是1,2,4,8,16//4.结构体总大小为最大对齐数的整数倍int main(void){Test test;//&test = &test.a;char *p= (char*)&test;//cout<<p<<endl;printf("结构体起始地址：%p\n", p);p = &test.a;printf("a起始地址：%p\n", p);p = (char *)&test.b;printf("b起始地址：%p\n", p);p = &test.c;printf("c起始地址：%p\n", p);cout<<sizeof(Test)<<endl;return 0;}

运行结果：

以上例结构体为例，取值范围在VS中和在linux系统中的g++编译器，不同的对齐数的起止偏移地址，以及占用字节数如下所示：

编译器

VS

G++

对齐数

起始地址--结束地址

占用字节数

起始地址--结束地址

占用字节数

1

a:0--0

b:1—9

c:10-10

10

a:0--0

b:1—9

c:10-10

10

2

a:0--1

b:2—10

c:11-12

12

a:0--1

b:2—10

c:11-12

12

4

a:0--3

b:4—11

c:12-15

16

a:0--3

b:4—11

c:12-15

16

8

a:0--7

b:8—15

c:16-24

24

不支持

不支持

16

a:0--15

b:16—31

c:32-47

48

不支持

不支持