C/C++学习笔记8：内存中数据对齐的问题总结

1：什么是数据对齐？

数据对齐是指数据所在的内存地址必须是该数据长度的整数倍。

2：为什么要数据对齐？

简单的来说就是提高CPU对内存的访问效率。

CPU的优化规则大致原则是这样的：对于n字节的元素（n=2,4,8），它的首地址能被n整除，才能获得最好的性能。

设计编译器的时候可以遵循这个原则：对每一个变量，可以从当前位置向后找到第一个满足这个条件的地址为首地址。

上面说的这些似乎并不能帮助我们真正理解数据对齐的问题：

以如下一个例子为例：

问题：上述代码为32位机器编译，数据是以4字节为对齐单位，这两个类的输出结果为什么不同？

分析：在访问内存的时候，如果按照4字节对齐，则访问效率会高很多。一般情况下，地址总线总是按照对齐后的地址来访问。假如你想得到0x00000001开始的4个字节内容，首先需要得到0x00000000读4字节，从中取得3字节，再从0x00000004作为开始地址，获得下一个4字节，再从中得到第一个字节，两次组合出你想得到的内容。如果地址一开始就是对齐到0x00000000，则系统只要一次读写即可。

这就是用数据对齐，数据所在的内存地址是该数据长度的整数倍，这样的话它的访问速度就会提高很多。

下面的例子进一步剥离：

struct aStruct

....{

char cValue；

int  iValue；

}；

不考虑字节对齐的角度来说：这个结构的尺寸是sizeof（char）+sizeof（int）=6；但在实际编译下，这个结构尺寸默认为8，因为第二个会被对齐到第4个字节。

那对上述问题分析：可以有如下：

补充下ARM的存储器格式：

ARM有两种存储格式，所谓大端格式和小端格式指的是：

大端格式：数据的高字节存储在低地址中，而数据的低字节存储在高地址中

小端格式：与大端格式相反。