C语言字节对齐

最新推荐文章于 2025-06-02 02:49:23 发布

simanstar

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分类专栏： c++ 文章标签： c语言 LINUX 字节对齐

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本文详细介绍了C语言中的字节对齐概念，包括为什么需要字节对齐，以及如何处理字节对齐。通过示例解释了结构体在内存中的布局和对齐规则，并展示了如何使用__attribute__选项自定义对齐方式。字节对齐对于提高CPU访问效率和跨平台通信至关重要，尤其是在硬件驱动和多平台软件开发中。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

文章最后本人做了一幅图，一看就明白了，这个问题网上讲的不少，但是都没有把问题说透。

　　一、概念
　　
　　对齐跟数据在内存中的位置有关。如果一个变量的内存地址正好位于它长度的整数倍，他就被称做自然对齐。比如在32位cpu下，假设一个整型变量的地址为0x00000004，那它就是自然对齐的。
　　
　　二、为什么要字节对齐
　　
　　需要字节对齐的根本原因在于CPU访问数据的效率问题。假设上面整型变量的地址不是自然对齐，比如为0x00000002，则CPU如果取它的值的话需要访问两次内存，第一次取从0x00000002-0x00000003的一个short，第二次取从0x00000004-0x00000005的一个short然后组合得到所要的数据，如果变量在0x00000003地址上的话则要访问三次内存，第一次为char，第二次为short，第三次为char，然后组合得到整型数据。而如果变量在自然对齐位置上，则只要一次就可以取出数据。一些系统对对齐要求非常严格，比如sparc系统，如果取未对齐的数据会发生错误，举个例：
　　
　　char ch[8];
　　char *p = &ch[1];
　　int i = *(int *)p;
　　
　　
　　运行时会报segment error，而在x86上就不会出现错误，只是效率下降。
　　
　　三、正确处理字节对齐
　　
　　对于标准数据类型，它的地址只要是它的长度的整数

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