【C++】struct之内存对齐

字节对齐主要是为了提高内存的访问效率，比如intel 32为cpu，每个总线周期都是从偶地址开始读取32位的内存数据，如果数据存放地址不是从偶数开始，则可能出现需要两个总线周期才能读取到想要的数据，因此需要在内存中存放数据时进行对齐。通常我们说字节对齐很多时候都是说struct结构体的内存对齐，比如下面的结构体:

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

在32位机器上char 占1个字节，int 占4个字节，short占2个字节，一共占用7个字节.但是实际真的是这样吗？我们先看下面程序的输出:

#include <stdio.h>

struct A
{
    char a;
    int b;
    short c;
};
int main()
{
    struct A a;
    printf("A: %ld\n", sizeof(a));
    return 0;
}

测试输出的结果是A: 12, 比计算的7多了5个字节。这个就是因为编译器在编译的时候进行了内存对齐导致的。
内存对齐主要遵循下面三个原则:

结构体变量的起始地址能够被其最宽的成员大小整除
结构体每个成员相对于起始地址的偏移能够被其自身大小整除，如果不能则在前一个成员后面补充字节
结构体总体大小能够被最宽的成员的大小整除，如不能则在后面补充字节

其实这里有点不严谨，编译器在编译的时候是可以指定对齐大小的，实际使用的有效对齐其实是取指定大小和自身大小的最小值，一般默认的对齐大小是4。

再回到上面的例子，如果默认的对齐大小是4，结构体a的起始地址为0x0000，能够被最宽的数据成员大小(这里是int，大小为4，有效对齐大小也是4)整除，故char a的从0x0000开始存放占用一个字节即0x0000~ 0x0001，然后是int b，其大小为4，故要满足2，需要从0x0004开始，所以在char a后填充三个字节，因此a对齐后占用的空间是0x0000~ 0x0003，b占用的空间是0x0004~ 0x0007, 然后是short c其大小是2，故从0x0008开始占用两个字节，即0x0008~ 0x000A。此时整个结构体占用的空间是0x0000~ 0x000A，占用11个字节，11%4 ！= 0, 不满足第三个原则，所以需要在后面补充一个字节，即最后内存对齐后占用的空间是0x0000~0x000B，一共12个字节。

如何理解 struct 的内存对齐？ - KDF5000的回答 - 知乎

来源：CSDN

作者：SUQIGUANG_CQU

链接：https://blog.csdn.net/SUQIGUANG1/article/details/103656638

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内存对齐