关于四字节对齐的问题

大家可以将下面的程序copy到vc6.0中编译运行下，看看最终 A 与 B变量的内存比较结果是否相同？

可能大部分人的结果都是相同的。

typedef struct tagChipReg
{
 unsigned char a;
 unsigned short b;
}CHIP_REG;

CHIP_REG A,B;

extern void swap(char &a,char &b);

int main(int argc, char* argv[])
{   

 int iCmpRslt = 1;

 A.a = 1;
 A.b = 2;

 B.a = 1;
 B.b = 2;

}

 

但是笔者这里要提醒下，其实这个代码是不安全的：比较结果未必每次都相同。

为什么？

要回答这个问题就不得不说说字节对齐的问题了。

在嵌入式软件领域中，程序员要想写好程序，就不得不知道写硬件相关的知识，否则写出来的程序可能今天、明天运行的结果是对的，但是后天就不一定了。

本例中，我们要知道程序在运行时的状态，在编译器完成编译的时候，会根据CPU访问内存的取值方式不同，产生不同的汇编代码。大多数CPU取值是四字节对齐取值的，这样才会有较高的存储效率，因为现在大多数的CPU是32位的数据线宽度。所以编译器为了产生更高效的代码，多会讲结构体类的数据按照四字节对齐的方式存放到内存。于是上例中的结构体在内存中实际上就是按照下面的形式来存储的：

地址0：/    a         /

地址1：/无效值    /

地址2：/b的高8位/

地址3：/b的低8位/

可见有个地址1中存在一个不确定的值。正是由于这个值的存在，才会导致上例中memcmp的结果存在不确定性。

那么如何解决这个问题？

把这个不确定的值拿掉不就行了吗？答案是肯定的。我们可以通过将结构体强制1字节对齐就可以有效避免这个问题了，但是这个办法在CPU需要大量访问A、B的情况下变得效率低下。更好的办法是判断两个结构体变量是否相同，只判断其每个成员是否完全相同，而不是用memcmp。

大家觉得如何？