C++内存对齐总结

    首先说说为什么要对齐。为了提高效率，计算机从内存中取数据是按照一个固定长度的。以32位机为例，它每次取32个位，也就是4个字节（每字节8个位，计算机基础知识，别说不知道）。字节对齐有什么好处？以int型数据为例，如果它在内存中存放的位置按4字节对齐，也就是说1个int的数据全部落在计算机一次取数的区间内，那么只需要取一次就可以了。如果不对齐，很不巧，这个int数据刚好跨越了取数的边界，这样就需要取两次才能把这个int的数据全部取到，这样效率也就降低了。

内存对齐的基本原则：

1.结构体内成员按自身按自身长度自对齐。

自身长度，如char=1，short=2，int=4，double=8,。所谓自对齐，指的是该成员的起始位置的内存地址必须是它自身长度的整数倍。如int只能以0,4,8这类的地址开始

2.结构体的总大小为结构体的有效对齐值的整数倍

结构体的有效对齐值的确定：

1）当未明确指定时，以结构体中最长的成员的长度为其有效值

2）当用#pragma pack(n)指定时，以n和结构体中最长的成员的长度中较小者为其值。

3）当用__attribute__ ((__packed__))指定长度时，强制按照此值为结构体的有效对齐值

4）不管pragma pack和__attribute__如何指定，结构体内部成员的自对齐仍然按照其自身的对齐值。

例子

1、

struct AA{

    char a;

    int b;

    char c; 

}aa

sizeof(aa)=12

原因：char占一个字节，可以在任何地址开始，int占4个字节，只能从0、4、8...开始，对于本题，只能从4开始，尽管1-3都空着，最后的char占一个字节，所以总长度是9，由第二条原则，总长度必须是4的整数倍，所以只能是12.

2、

struct AA{

    char a;

char c; 

    int b;    

}aa

sizeof（aa）=8

原因：char占一个字节，从地址1开始，紧跟着的char也占一个字节，从地址2开始，int占4字节，共6字节，有效对齐长度是sizeof（int）=4，所以是8.

3、

#pragma pack(2)

struct AA{

    char a;

    int b;

    char c; 

}aa

sizeof（aa）=10（注：在vs2010下运行结果是8，应该是不同编译器对于内存的分布进行优化，实际做题还是以10位结果）

原因：同例1，总长度是9字节，因为结构体的有效对齐长度在pack指定的2和int的4中取较小的值2，所以总长度是10；如果#pragma pack(8)，则有效对齐长度为4，总长度为12.

4、

struct AA{

    char a;

    int b;

    char c; 

}__attribute__((__8__))aa

sizeof(aa)=16

原因：同例1，总长度是9字节，因为结构体的有效对齐长度在强制指定的8字节，所以结果为16；若果指定为2，则结果为10.

5、在一个16位的机器上，一下结构由于数据边界对齐浪费了多少空间？

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

解：在16位的机器上，int占2个字节，所以整个结构体总长度是4，但由于字节对齐，实际占用长度是6，也就是浪费两个字节。

参考：http://blog.csdn.net/andy572633/article/details/7213465