一、什么是内存对齐
现代计算机中内存空间都是按照byte划分的,从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始,但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问,这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序的一个接一个的排放,这就是对齐。
为什么要了解内存对齐:各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况,但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐,会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方,那么一个读周期就可以读出,而如果存放在奇地址开始的地方,就可能会需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该int数据。显然在读取效率上下降很多。这也是空间和时间的博弈。
通常我们不需要去主动进行内存对齐的操作,编译器会自动为我们选择最优的对齐规则方式,合理利用空间节省程序运行的时间,但若是我们能了解这种规则,对于我们编写程序还是会有很大的帮助的。
二、对齐内存规则
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2.其他成员变量要对齐到对齐数(编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值)的整数倍的地址处。
3.结构体总大小为最大对齐数(除了第一个成员每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍。
4.如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。
三、实例解释
要想要看出数据的对齐方式,首先你就得明白各种数据类型在各种操作系统下所占字节的大小。
我们来看一下在32位系统下各种参数类型所占字节的大小:
接着我们用几个例子来讲解对齐规则:
(1)
首先我们用一字节对齐的方式来检验我们之前所说的类型所占字节大小:
1 #pragma pack(1)//让编译器对此结构体作字节对齐 2 struct A 3 { 4 char a;// 1 5 int b;// 4 6 short c;// 2 7 long d;// 4 8 float e;// 4 9 };10 #pragma pack()//取消字节对齐,回复默认字节对齐11 int main()12 {13 struct A a;14 printf("%d\n",sizeof(a));15&nbs