Struct内存对齐

内存对齐的原因：

1)某些平台只能在特定的地址处访问特定类型的数据；

2)提高存取数据的速度。比如有的平台每次都是从偶地址处读取数据，对于一个int型的变量，若从偶地址单元处存放，则只需一个读取周期即可读取该变量；但是若从奇地址单元处存放，则需要2个读取周期读取该变量。

win32平台下的微软C编译器对齐策略：

1)结构体变量的首地址能够被其最宽数据类型成员的大小整除。编译器在为结构体变量开辟空间时，首先找到结构体中最宽的数据类型，然后寻找内存地址能被该数据类型大小整除的位置，这个位置作为结构体变量的首地址。而将最宽数据类型的大小作为对齐标准。

2)结构体每个成员相对结构体首地址的偏移量(offset)都是每个成员本身大小的整数倍，如有需要会在成员之间填充字节。编译器在为结构体成员开辟空 间时，首先检查预开辟空间的地址相对于结构体首地址的偏移量是否为该成员大小的整数倍，若是，则存放该成员；若不是，则填充若干字节，以达到整数倍的要 求。

3)结构体变量所占空间的大小必定是最宽数据类型大小的整数倍。如有需要会在最后一个成员末尾填充若干字节使得所占空间大小是最宽数据类型大小的整数倍。

在VC中规定， 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；而在gcc中规定对齐模数最大只能是4，也就是说，即使结构体中有double类型，对齐模数还是4，所以数据是按照1，2，4对齐的

普通的对齐方式，先上几个示例吧：

上图得到的结果是占用四个字节，原因是short本身2字节，char一个字节，按最长的字节数对齐。所以很容易得到答案。

如果是上图所示，结果并不是5，而是6。因为short占用两个字节，为最长字符长度。结构体变量所占空间的大小必定是最宽数据类型大小的整数倍。所以，总的字节数不可能是5，那应该怎样排呢？

如上图所示，这个不难理解。

对应的结构体：

typedef struct node
{
char a;
double b;
short c;
};
sizeof得到的结果为24
同理，下面的类型也是24

而下图这种情况自然只有16了

但是如果在添加一个char型数据，按照最长数据对齐的话，结果会变成24，尽管char只有一个字节。

下面结构同样是24

下面结构占用字节数为3，因为最大的占用字节数为1.三个元素。为三。

看完上面的这些例子之后。对基本的结构体中对齐方式应该有一个大概的了解了，总结两条：

第一条：一般情况下，查看最宽数据类型大小，并以最宽数据占用的内存大小对齐

第二条：最后得到的结构体变量所占空间的大小必定是最宽数据类型大小的整数倍

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直接上例子(默认32位编译器)：

struct Test
{
char x1; //第一个成员，放在[0]位置，
short x2; //第二个成员，自身长度为2，按2字节对齐，所以放在偏移[2,3]的位置，
float x3; //第三个成员，自身长度为4，按4字节对齐，所以放在偏移[4,7]的位置，
char x4; //第四个成员，自身长度为1，按1字节对齐，所以放在偏移[8]的位置，
};
如果是直接累加结构体中的字节数得到的是1+2+4+1=8，可想，这个思路是完全错误的

如果按照上面注释中的思路，整个结构体的实际内存消耗是9个字节，但没有考虑结构整体的对齐方式。

注释中的思路图示：

一目了然吧！

这种图示方式也是错误的：

原因是：不要什么结构都按照八字节宽度对齐。这里 结构体中最宽的数据类型是float只有4个字节。正确的对齐方式是：

整个结构占用的空间是12个字节。
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在程序中使用#pragma pack(n)命令强制以n字节对齐时的情况

比较n和结构体中最长数据类型所占的字节大小，取两者中小的一个作为对齐标准。默认为8