跟我一起学C++之从C到C++（结构体内存对齐）

1.什么是内存对齐

（1）      编译器为每个“数据单元”按排在某个合适的位置上。

（2）      C、C++语言非常灵活，它允许你干涉“内存对齐”。也就是可以人为的设置编译器的对齐方式。

2.为什么要对齐

性能原因：在对齐的地址上访问数据快。如果是字节对齐方式存储的话，CPU读取的时候只需要进行一个总线周期即可全部读取完毕，如果不对齐的话，对于32位的系统，CPU读取的时候一般架构都是从偶地址开启的，一次只能读取4个字节，因此需要两个总线周期才能完成，并且还需要进行寄存器里面的数据合并，还需要进行数据移位那么这样的效率就是很低的。

3.如何对齐

（1）      第一个数据成员放在offset为0的位置

（2）      其它成员对齐至min(sizeof(member)，#pragma pack所指定的值)的整数倍。

（3）整个结构体也要对齐，结构体总大小对齐至各个成员中最大对齐数的整数倍。

代码示例：

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
#include <stdio.h>

#pragma pack(2)//修改对齐数
struct Test
{
	char a;//1个字节
	double b;//8个字节
	char c;//1个字节
};
#pragma pack()

//对齐规则
//1.第一个成员与结构体变量的偏移量为0。也就是&test = &test.a;
//2.其它成员要对齐到某个数字（对齐数）的整倍数的地址
//3.对齐数取编译器预设的一个对齐整数与该成员大小的较小值，VS中是默认值是8，所以上述打印出来就是24，取值可以是1,2,4,8,16
//4.结构体总大小为最大对齐数的整数倍

int main(void)
{
	Test test;
	//&test = &test.a;
	char *p= (char*)&test;
	//cout<<p<<endl;
	printf("结构体起始地址：%p\n", p);
	p = &test.a;
	printf("a起始地址：%p\n", p);
	p = (char *)&test.b;
	printf("b起始地址：%p\n", p);
	p = &test.c;
	printf("c起始地址：%p\n", p);

	cout<<sizeof(Test)<<endl;
	return 0;
}

运行结果：

以上例结构体为例，取值范围在VS中和在linux系统中的g++编译器，不同的对齐数的起止偏移地址，以及占用字节数如下所示：