结构体中的内存对齐

1.引入

        在我们了解结构体的基本使用方法之后，我们就可以想一个问题，结构体的大小是怎么计算的呢？

        首先我们看一个例子：

struct S1struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));

       可以猜想一下这个结构体的大小是多少，如果你没有了解过结构体中的内存对齐，那么你大概率会认为结构体中的大小就是其中类型所占字节大小相加的结果，按照这种思路，这个结构体的大小应该是6。

       但是实际上这个结构体的大小是12，那为什么呢？这就不得不提到结构体中的内存对齐了。

2.对齐规则：

     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某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。（VS中默认的值为8）

     3. 结构体总大小为最大对齐数（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。

3.上题解析

       了解了这个规则之后我们就可以对这个结构体内存计算进行解析，

       首先，一个元素是char类型，对齐数为1，VS默认对齐数为8，所以取较小为1，但是C1为第一个元素，所以存储在偏移量为0的位置。

       然后，看第二个个元素，为int类型，对齐数为4，VS默认对齐数为8，所以取较小为4，这时候我们看，偏移量为0的地方已经存储了数据，所以我们从偏移量为1的地方开始存储，但是由于1不是4的倍数，所以跳过，存储在第一个偏移量为4的倍数的位置及偏移量为4的地方，存4个字节，存到偏移量为7的地放。

       最后，存C2，为char类型，与上面一样对齐数为1，且8为1的倍数，所以C2存储在偏移量为8的地方。到此整个结构体的大小为9（0也是一个字节），而整个结构体的最大对齐数是int类型的对齐数，为4，而9不是4的倍数，所以，结构体要对齐4的整数倍，所以该结构体的大小为12。

       相信通过这个例子，大家已经基本了解了结构体是怎样内存对齐的了，那么内存对齐的作用是什么呢？

4.结构体内存对齐作用：

       1. 平台原因(移植原因)：

不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特

定类型的数据，否则抛出硬件异常。

       2. 性能原因：

数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。

原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访

问。

总体来说：

       结构体的内存对齐是拿空间换取时间的做法。

补充一点：

       我们也可以自己修改默认对齐数，例如：

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8

#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1

#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认