C++程序设计语言练习5.2 内存对齐

1、栈内存对齐

#include <iostream>
#include <cstdio>

using std::cout;

int main()
{
	char ch1 = 'a';
	int  i1 = 1;
	char ch2 = 'b';
	int  i2 = 2;
	char ch3 = 'c';
	int  i3 = 3;
	char ch4 = 'd';
	int  i4 = 4;
	char ch5 = 'e';
	int  i5 = 5 ;
	char * a = &ch1;
	char * b = &ch2;
	char * c = &ch3;
	char * d = &ch4;
	char * e = &ch5;
	int  * h = &i1;
	int  * i = &i2;
	int  * j = &i3;
	int  * k = &i4;
	int  * l = &i5;
	cout << (void*)a << "\n";
	cout << (void*)b << "\n";
	cout << (void*)c << "\n";
	cout << (void*)d << "\n";
	cout << (void*)e << "\n";

	cout << (void*)h << "\n";
	cout << (void*)i << "\n";
	cout << (void*)j << "\n";
	cout << (void*)k << "\n";
	cout << (void*)l << "\n";
}

编译运行环境：win7 x64 vs2013 编译成32位程序：

运行结果：

0045F917
0045F916
0045F914
0045F915
0045F913
0045F918
0045F924
0045F91C
0045F920
0045F928

编译运行环境：win7 x64 vs2013 编译成64位程序：

运行结果：

000000000016FDB4
000000000016FDB3
000000000016FDB1
000000000016FDB2
000000000016FDB0
000000000016FDB8
000000000016FDC4
000000000016FDBC
000000000016FDC0
000000000016FDC8

编译运行环境：CentOS7.1 x64 gcc 6.1

运行结果：

[chaos@localhost cpp]$ g++ -o 5.2 5.2.cpp 
[chaos@localhost cpp]$ ./5.2
0x7ffe7f84639f
0x7ffe7f846397
0x7ffe7f84638f
0x7ffe7f846387
0x7ffe7f84637f
0x7ffe7f846398
0x7ffe7f846390
0x7ffe7f846388
0x7ffe7f846380
0x7ffe7f846378

这个运行结果说明，char*可以按最小粒度为1个字节进行栈分配，不会浪费栈内存。但是如果中间夹杂其他类型的变量，在linux上就可能会形成空隙；但是在windows上vs编译器进行了变量位置的重新排列，最大可能消除空隙。

2、堆内存对齐

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using std::cout;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	void * a = malloc(1);
	void * b = malloc(2);
	void * c = malloc(4);
	void * d = malloc(8);
	void * e = malloc(10);

	cout << a << '\n';
	cout << b << '\n';
	cout << c << '\n';
	cout << d << '\n';
	cout << e << '\n';

	return 0;
}

编译运行环境：win7 x64 vs2013 编译成32位程序

运行结果：

006195C8
00619608
006195F8
00619658
00619158

编译运行环境：win7 x64 vs2013 编译成64位程序：

运行结果：

0000000000315120
0000000000315130
0000000000315150
00000000003150E0
0000000000319F10

结论：由于windows上的堆分配时x86的堆块头结构_HEAP_ENTRY是8字节，所有32位程序的堆内存总是以8做末尾；而在windows x64上堆块头结构扩展为16字节，所有64位程序的堆内存地址总是以0开头。

编译运行环境：CentOS7.1 x64 gcc 6.1

运行结果：

[chaos@localhost cpp]$ g++ -o 5.2.1 5.2.1.cpp 
[chaos@localhost cpp]$ ./5.2.1
0x1f93010
0x1f93030
0x1f93050
0x1f93070
0x1f93090

结论：linux也是以0作为结尾
 

3.void* 指针由于需要指向其他类型指针，所有在指向其他类型指针后，其限制也被附加到void*指针。所以不再赘述。