内存对齐

来源：互联网发布：head first java第三版编辑：程序博客网时间：2024/06/05 17:00

什么是内存对齐

一个结构体变量定义完之后，其在内存中的存储并不一定等于其所包含元素的宽度之和。这是因为编译器会对我们的结构体成员的起始地址进行一定的调整，导致最终的sizeof大于等于各个元素之和。
例如：

    struct foo{        char c1;        short s;        char c2;        int i;    };

假设这个结构的成员在内存中是紧凑排列的，假设c1的地址是0，那么s的地址就应该是1，c2的地址就是3，i的地址就是4。也就是

c1 00000000, s 00000001, c2 00000003, i 00000004。

可是，我们在Visual c/c++ 6中写一个简单的程序：

    struct foo a;    printf("c1 %p, s %p, c2 %p, i %p\n",    (unsigned int)(void*)&a.c1 - (unsigned int)(void*)&a,    (unsigned int)(void*)&a.s - (unsigned int)(void*)&a,    (unsigned int)(void*)&a.c2 - (unsigned int)(void*)&a,    (unsigned int)(void*)&a.i - (unsigned int)(void*)&a);

运行，输出：

c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。

这就是内存对齐而导致的问题。

对齐的目的

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。

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。

如何对齐

每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)
，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”。
数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据
成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。
结构(或联合)的整体对齐规则：在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma
pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。

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