学习笔记：alignas用法_alignas(16)-优快云博客

struct Test{

    char arr[9];

    alignas(16) int a;

    double b;

    char c;

};

int main()

    auto sizeof_test = sizeof(Test);

    auto alignof_test = alignof(Test);

    auto offsetof_a=offsetof(Test,a);

    auto offsetof_b=offsetof(Test,b);

    auto offsetof_c=offsetof(Test,c);

    return 0;

}

问题1） 什么是对齐。

举例说明，某个int类型的对象，要求其存储地址的特征是4的整倍数。例如0x0000CC04。我们把地址值0x0000CC04除以4，余数0，那么这个对象的地址就是对齐的。

问题2） 为什么要对齐。

举例说明，对于int数据，硬件只能在4的倍数的地址读写，假设某int对象的地址是0x0000CC06，则硬件先读取0x0000CC04开始的4个字节，
取其0x0000CC06, 0x0000CC07。硬件然后读取0x0000CC08开始的4个字节，取其0x0000CC08, 0x0000CC09。将两次读取的有用信息拼接即可。
显然，效率不高。更严重的，硬件会报错，程序执行不下去。

问题3） x86体系下，用#pragma pack(1) 改变结构体中int成员的对齐属性，也没报错呀

只能说x86容忍性高，程序正常跑，不见得效率没有降低。

问题4） C++11的alignas是什么。

改变一个数据类型的对齐属性。在例子中，Test::a的对齐值变成16，意味着a的地址值必须能被16整除。

考察a的偏移值是16，意味着arr[9]后面被插入填充用的7个字节了。

问题5) 上例中，只是a相对结构体首地址的偏移值16，如果结构体首地址的值是0x0000CC01，然后+16 = 0x0000CC11，显然不满足地址值的16倍数对齐了
在哪里创建Test当然是很重要的，为了防止上述事件发生，需要编译器和程序员的共同努力，但主要担子还在编译器上。例如在函数栈上创建一个Test对象，编译器必须选择一个好地方才行。

问题6) 为什么sizeof(Test)是48

offsetof(a)=16，a本身长4字节，b的偏移本应是20。

但是考虑到b的类型是double，其默认对齐值是8。20不是8的倍数，填充4个垃圾字节，现在到达偏移值24。

所以b的真正偏移值是24，b占8个字节。

现在到达c，c的偏移值是32，c本身占1个字节，整个test的长度貌似是33。

可是你要考虑test数组，例如数组test kk[2]。kk[1].a, 相对于数组首地址的偏移为33+16=49。这个地址不满足a的对齐了。

但是在c的后面填充15个垃圾字节，则 kk[1].a的地址 = kk的首地址值 + kk[0]长度48 + kk[1].a偏移值16

假设编译器把kk的首地址值放置的位置使:

kk的首地址值 / 16 = 0

kk[0]长度48 / 16 = 0

kk[1].a偏移值16 / 16 = 0

则 kk[1].a的地址 / 16 = 0

问题7) 为什么alignof(Test)是16

由于对齐值只能是2，4，8等2的幂，所以大的对齐值一定满足小的对齐需求。例如我按照16字节对齐了，当然也满足8字节对齐，4自己对齐，2字节对齐，1字节对齐了。

整个结构体的对齐值，就是各成员对齐值，最大的那个。

问题8）alignas(2) int a;  可以实现吗？

C++11规定，只能放大对齐值，而int的原始对齐值是4，现在你要求按2对齐，编译器会忽略你的请求。

struct alignas(64) Test{
    //virtual ~Test(){}
    char arr[9];
    alignas(16) int a;
    double b;
    char c;
};
问题9) 现在的test对齐值是多少？
要求Test的地址能被64整除，那么Test本初的原始对齐值16，被弃用，使用更大的对齐值64。

问题10) 现在的test大小是多少？
Test的大小是64，增加了更多的填充垃圾字节，以适应64倍数地址值。

问题11) C++11为什么增加这个机制，让程序员控制对齐方式。
1是现有编译器都有语言扩展，例如__declspec(align(n))等，急待统一。
2是现实需求，例如利用placement new语法创建对象，如果你随便提供的内存块同T类型的对齐要求不一致，就是有副作用。
3是语言本身完善的必然，缺了这个东西，C++就不是完备的。C++是如此学院派，价值取向就是相容，独立，完备。