本节研究地址对齐的相关问题；
地址对齐
说明几点：
（1）地址对齐可以简化处理器和存储器系统之间的硬件设计；如果可以保证所有的int类型地址对齐成4的倍数，就可以使用一个存储器操作读或写值，相反如果一个int型的变量存放在奇地址上，那么要进行两次存储器读后进行拼凑成int型变量才可以；
（2）在GCC中，2字节数据类型（如short）地址对齐必须是2的倍数，因此地址最低位必须是0，而较大的数据类型（如int、int*、float、包括long long、double、long double）的地址对齐必须是4的倍数，因此地址最低两位必须是00；注意Mircosoft对齐更严格，任何K字节的基本对象的地址必须是K的倍数，也就是说long long、double这样的地址必须是8的倍数；
（3）long double（实际上为10个字节），在GCC和windows都中分配12个字节，都进行4字节地址对齐；
（4）在#pragma pack (n)中，n为1，2，4，8这样的2的次方；在缺省情况下，编译器按照数据类型的自身边界进行对齐，如short的对齐边界为2字节；但是在指定了#pragma pack
(n)后，对于所有比n大的数据类型边界都均按照n来对齐；
（5）在__attribute__((aligned(n))中，n为1，2，4，8这样的2的次方；它表示在一个结构体（联合体）在分配空间时的地址对齐方式，最后的地址一定是按照n字节对齐的；
实验验证
（注：本文的编译器为GCC）
#pragma pack示例
代码片段如下：
struct P1
{
float a;
char b;
int c;
char d;
};
#pragma pack (1)
struct P2
{
float a;
char b;
int c;
char d;
};
#pragma pack ()
#pragma pack (2)
struct P3
{
float a;
char b;
int c;
char d;
};
#pragma pack ()
#pragma pack (4)
struct P4
{
float a;
char b;
int c;
char d;
};
#pragma pack ()
#pragma pack (8)
struct P5
{
float a;
char b;
int c;
char d;
};
#pragma pack ()
int main(void)
{
printf("P1, size %d\n", sizeof(P1));
printf("P2, size %d\n", sizeof(P2));
printf("P3, size %d\n", sizeof(P3));
printf("P4, size %d\n", sizeof(P4));
printf("P5, size %d\n", sizeof(P5));
printf("P1, address------\n");
P1 p1;
printf("%p\n", &p1);
printf("a: %p\n", &p1.a);
printf("b: %p\n", &p1.b);
printf("c: %p\n", &p1.c);
printf("d: %p\n\n", &p1.d);
printf("P2, address------\n");
P2 p2;
printf("%p\n", &p2);
printf("a: %p\n", &p2.a);
printf("b: %p\n", &p2.b);
printf("c: %p\n", &p2.c);
printf("d: %p\n\n", &p2.d);
printf("P3, address------\n");
P3 p3;
printf("%p\n", &p3);
printf("a: %p\n", &p3.a);
printf("b: %p\n", &p3.b);
printf("c: %p\n", &p3.c);
printf("d: %p\n\n", &p3.d);
printf("P4, address------\n");
P4 p4;
printf("%p\n", &p4);
printf("a: %p\n", &p4.a);
printf("b: %p\n", &p4.b);
printf("c: %p\n", &p4.c);
printf("d: %p\n\n", &p4.d);
printf("P5, address------\n");
P5 p5;
printf("%p\n", &p5);
printf("a: %p\n", &p5.a);
printf("b: %p\n", &p5.b);
printf("c: %p\n", &p5.c);
printf("d: %p\n\n", &p5.d);
}
输出如下：
P1, size 16 P2, size 10 P3, size 12 P4, size 16 P5, size 16 P1, address------ 0xbfacc840 a: 0xbfacc840 b: 0xbfacc844 c: 0xbfacc848 d: 0xbfacc84c P2, address------ 0xbfacc836 a: 0xbfacc836 b: 0xbfacc83a c: 0xbfacc83b d: 0xbfacc83f P3, address------ 0xbfacc82a a: 0xbfacc82a b: 0xbfacc82e c: 0xbfacc830 d: 0xbfacc834 P4, address------ 0xbfacc818 a: 0xbfacc818 b: 0xbfacc81c c: 0xbfacc820 d: 0xbfacc824 P5, address------ 0xbfacc808 a: 0xbfacc808 b: 0xbfacc80c c: 0xbfacc810 d: 0xbfacc814
说明几点：
（1）P1和P4是同样的地址对齐，都是4地址对齐；而对于P2各数据类型只进行1地址对齐，因此大小就是所有数据类型的大小；对于P3由于#pragma pack （2），因此所有的数据类型对齐边界都不会超过2，因此像int，float这样的数据类型的对齐边界也是2；
（2）对于P4和P5来说，由于数据类型中任何一个数据类型的对齐边界最大为4，而#pragma pack （4或8）的指定并不会影响这些数据类型的对齐边界；
上述各个结构体的示意图如下：
__attribute__((aligned(n)))示例
代码片段如下
struct P1
{
float a;
char b;
int c;
char d;
}__attribute__((aligned(4)));
#pragma pack (1)
struct P2
{
float a;
char b;
int c;
char d;
}__attribute__((aligned(4)));
#pragma pack ()
#pragma pack (2)
struct P3
{
float a;
char b;
int c;
char d;
}__attribute__((aligned(4)));
#pragma pack ()
int main(void)
{
printf("P1, size %d\n", sizeof(P1));
printf("P2, size %d\n", sizeof(P2));
printf("P3, size %d\n", sizeof(P3));
printf("P1, address------\n");
P1 p1;
printf("%p\n", &p1);
printf("a: %p\n", &p1.a);
printf("b: %p\n", &p1.b);
printf("c: %p\n", &p1.c);
printf("d: %p\n\n", &p1.d);
printf("P2, address------\n");
P2 p2;
printf("%p\n", &p2);
printf("a: %p\n", &p2.a);
printf("b: %p\n", &p2.b);
printf("c: %p\n", &p2.c);
printf("d: %p\n\n", &p2.d);
printf("P3, address------\n");
P3 p3;
printf("%p\n", &p3);
printf("a: %p\n", &p3.a);
printf("b: %p\n", &p3.b);
printf("c: %p\n", &p3.c);
printf("d: %p\n\n", &p3.d);
}
输出如下：
P1, size 16 P2, size 12 P3, size 12 P1, address------ 0xbf98d9e0 a: 0xbf98d9e0 b: 0xbf98d9e4 c: 0xbf98d9e8 d: 0xbf98d9ec P2, address------ 0xbf98d9d4 a: 0xbf98d9d4 b: 0xbf98d9d8 c: 0xbf98d9d9 d: 0xbf98d9dd P3, address------ 0xbf98d9c8 a: 0xbf98d9c8 b: 0xbf98d9cc c: 0xbf98d9ce d: 0xbf98d9d2
说明几点：
（1）__attribute__((aligned(4)))仅仅是将结构体本身对齐，对结构体的内部数据的对齐方式是没有影响的；
结构体示意图如下：
long long和double示例
代码片段如下
struct P1
{
char a;
double b;
char c;
long long d;
};
int main(void)
{
printf("P1, size %d\n", sizeof(P1));
printf("P1, address------\n");
P1 p1;
printf("%p\n", &p1);
printf("a: %p\n", &p1.a);
printf("b: %p\n", &p1.b);
printf("c: %p\n", &p1.c);
printf("d: %p\n\n", &p1.d);
}
输出如下：
P1, size 24 P1, address------ 0xbfbe4348 a: 0xbfbe4348 b: 0xbfbe434c c: 0xbfbe4354 d: 0xbfbe4358
说明几点：
（1）double和long long在GCC中并不是按照8个字节对齐的，而是按照4字节对齐的；和windows中不一样；
结构体示意图如下：
