為什么存在內(nèi)存對(duì)齊

1.平臺(tái)原因（移植原因）

不是所有的硬件都能任意訪問(wèn)任意地址上的任意數(shù)據(jù)的，某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類(lèi)型的數(shù)據(jù)，否則拋出異常

2.性能原因

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（尤其是棧）應(yīng)該盡可能的在自然邊界上對(duì)齊，為了訪問(wèn)未對(duì)齊的內(nèi)存，CPU需要訪問(wèn)內(nèi)存2次；訪問(wèn)對(duì)齊后的內(nèi)存，CPU只需要訪問(wèn)內(nèi)存1次。

在Windows的VS中默認(rèn)對(duì)齊值為8

Linux中（GCC編譯器）默認(rèn)對(duì)齊值為8

在內(nèi)存中我們一般讀取數(shù)據(jù)不是按內(nèi)存來(lái)讀取，一般都是按內(nèi)存塊來(lái)讀取。

未對(duì)齊的情況下，當(dāng)需要訪問(wèn)int類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，需要CPU訪問(wèn)2次內(nèi)存塊（內(nèi)存塊1和內(nèi)存塊2）

對(duì)齊的情況下，當(dāng)訪問(wèn)int類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，只需要CPU訪問(wèn)1次內(nèi)存塊（內(nèi)存塊2）即可

是一種空間換時(shí)間的做法

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊規(guī)則

• 第一個(gè)成員在結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址

• 有效對(duì)齊值為Min（編譯器默認(rèn)對(duì)齊值，結(jié)構(gòu)體中成員數(shù)據(jù)類(lèi)型中占用內(nèi)存最大值）

• 其他成員要對(duì)齊到Min（有效對(duì)齊值，該成員數(shù)據(jù)類(lèi)型的內(nèi)存大?。?/strong>的整數(shù)倍

• ?結(jié)構(gòu)體總大小為有效對(duì)齊值的整數(shù)倍

• 如果嵌套結(jié)構(gòu)體，有效對(duì)齊值為Min（編譯器默認(rèn)對(duì)齊值，Max(嵌套結(jié)構(gòu)體中成員數(shù)據(jù)類(lèi)型中占用內(nèi)存最大值，結(jié)構(gòu)體中成員一數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存、結(jié)構(gòu)體中成員二數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存……結(jié)構(gòu)體中成員N數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存)）

• 如果嵌套共同體，有效對(duì)齊值為Min（編譯器默認(rèn)對(duì)齊值，Max( Max（共同體內(nèi)成員一、共同體內(nèi)成員二……共同體內(nèi)成員N），結(jié)構(gòu)體中成員一數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存、結(jié)構(gòu)體中成員二數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存……結(jié)構(gòu)體中成員N數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存)）

• 共用體所占內(nèi)存大小：Max（共同體內(nèi)成員一、共同體內(nèi)成員二……共同體內(nèi)成員N）

舉例

#pramga pack(n)告訴編譯器字節(jié)對(duì)齊方式為n字節(jié)對(duì)齊

結(jié)構(gòu)體中最大的成員數(shù)據(jù)類(lèi)型占用4字節(jié)，有效對(duì)齊值為Min(8,4)=4；char為第一個(gè)成員，應(yīng)在結(jié)構(gòu)體偏移量為0的地址，占用1字節(jié)；int占用4字節(jié)，要對(duì)齊在Min(8,4)=4的整數(shù)倍位置，即4的位置(4,5,6,7)；char占用1字節(jié)，要對(duì)齊在Min(8,1)=1的整數(shù)倍位置，即8位置；因?yàn)?strong>結(jié)構(gòu)體總大小為有效對(duì)齊值的整數(shù)倍，所以結(jié)構(gòu)體的大小應(yīng)為12(0~11)

結(jié)構(gòu)體s1中最大數(shù)據(jù)類(lèi)型結(jié)構(gòu)為int占用4字節(jié)，結(jié)構(gòu)體s2的有效對(duì)齊值為Min(8,Max(4,1,8))=8；char為第一個(gè)成員，應(yīng)在結(jié)構(gòu)體偏移量為0的地址，占用1字節(jié)；嵌套結(jié)構(gòu)體s1(占用12字節(jié))要對(duì)齊在Min(8,4)=4的整數(shù)倍，即4（4-15）；double占用8字節(jié)，要對(duì)齊在Min（8,8）的整數(shù)倍位置，即16（16-23）；因?yàn)?strong>結(jié)構(gòu)體總大小為有效對(duì)齊值的整數(shù)倍；此時(shí)結(jié)構(gòu)體內(nèi)存大小為24，滿足要求。

共同體w中最大數(shù)據(jù)類(lèi)型占用內(nèi)存為Max（4,8）=8；結(jié)構(gòu)體s1的有效對(duì)齊值為Min（4，Max(8,1,4,2)）= 4；char為第一個(gè)成員，應(yīng)在結(jié)構(gòu)體偏移量為0的地址，占用1字節(jié)；int占用4字節(jié)，要對(duì)齊在Min(4,4)=4的整數(shù)倍位置，即4的位置(4,5,6,7)；共同體w占Max(4,8)=8字節(jié)，要對(duì)齊在Min(4,12)=4的整數(shù)倍位置，即8的位置(8-15)；short占2字節(jié)，要對(duì)齊在Min(4，2)=2的整數(shù)倍為止，即16(16-17);因?yàn)?strong>結(jié)構(gòu)體總大小為有效對(duì)齊值的整數(shù)倍；所以結(jié)構(gòu)體s1的大小需要補(bǔ)位到4的整數(shù)倍,即20字節(jié)。

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