字节对齐

        朋友，你查找到了这篇文章，肯定是被字节对齐的问题所困惑。我以前也一样，现在我终于明白字节对齐到底是怎么对齐的了，现在我就来告诉你字节对齐的几个要点，看完之后希望能帮助你快速脱离困惑。

        首先来看一段简单的代码：

         int main()

        {

            struct st1
            {

                short y;
                int x;
                char z;
            };

            struct st2
           {
                int x;
                short y;
                char z;
            };

            st1 s1;
            st2 s2;

            printf( "sizeof(struct st1) = %d/n", sizeof(st1) );//12
            printf( "sizeof(struct st2) = %d/n", sizeof(st2) );//8

         }

        看完程序之后，你可能有两个疑惑。

        第一，运行结果出来之后发现，这两个结构体的大小怎么是不一样的呢？

        第二，想分析一下，又发现，为什么他们的大小不是结构体中几个变量的实际和呢？

 

        接下来解开迷雾，首先肯定这两种现象是正确的，这就是所谓的结构对齐。这当然是从现象上解释结构对齐，那么理论又是如何定义的呢？现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。

        那为什么要内存对齐呢？这很显然是一种浪费内存的机制。对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出，而如果存放在奇地址开始的地方，就可能会需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该int数据。显然在读取效率上下降很多。这也是空间和时间的博弈。
        现在我们知道了第二个疑问，知道为什么结构体的大小不是他的几个变量的实际和了。那编译器到底是怎么对齐的呢？我们来看一下内存对齐的规则。

       1.编译器有默认的对齐值，不同编译器默认值也不一样，vc6是8字节。当然这个可以改。

       2.结构体中变量的对齐值 = min(变量大小，默认对齐值大小)。

       3.结构体的对齐值 = min(结构体中最大的变量值大小，默认对齐值大小).

       4.结构体中第一个变量的偏移量为0，其余的偏移量为变量对齐值的最小倍数（偏移量是相对起始地址说的）。

       5.结构体占用内存空间大小应该是结构体对齐值的倍数。

            struct st1
            {

                short y;
                int x;
                char z;
            };

         根据上面的规则计算一下st1所占的内存空间。根据第4条，假设short的起始地址为0x0000.根据第2条和第4条，int的偏移量为4，所以int的起始地址为0x0004.根据第2条和第4条，char的偏移量为1，又因为int的结束地址是0x0007，所以char的偏移量最小只能是8，char的起始地址就是0x0008.现在st1的结构体占用了9个字节的内存，再根据第3条和第5条，结构体占用的内存空间就应该是12个字节。

        现在在用同样的方法计算一下，st2所占用的内存，第一个疑问就解开了。

        前面说过，默认的对齐值是可以改变的,有两种方法，一种是在编译器的选项中改变。vc是在项目->属性->配置属性->c/c++ -> 代码生成->结构成员对齐.第二种就是用代码：

        例如：

         #progma pack (1) /*指定按2字节对齐*/
         struct C
         {
         char b;
         int a;
         short c;
         };
         #progma pack () /*取消指定对齐，恢复缺省对齐*/
         #progma pack (n) 就是改变对齐默认值的命令（n为默认对齐值）。加上这个命令，再执行一下，结果会不一样的啊。

         基本就这么多，以后有更深的认识再添加。