C语言中的内存对齐

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什么是内存对齐

内存对齐”应该是编译器的“管辖范围”。编译器为程序中的每个数据单元安排在适当的位置上。

出现原因( 老生常谈的两句话 )

• 平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
• 性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

对齐规则

• 第一个成员放在偏移量(offset)为0的地方。
• 以后的每个成员的偏移量：min(#pragma pack()指定的数值,当前成员的大小)的倍数中。
• 每个成员对齐后，本身也要对齐，整体的偏移量：min(#pragma pack()指定的数值,结构体最大数据成员的大小)。

关于 #pragma pack

• 通过#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式
• n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况
  • 如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏移量必须满足默认的对齐方式 。
  • 果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式 。
• 32位系统默认为4，64位系统默认为8。

举个例子??

#include<stdio.h>
#pragma pack(4)

struct Node{
    char a;
    char b;
    int c;
};
int main(void){
    printf("%d",sizeof(struct Node));
    return 0;
} 

• 首先看规则1，成员变量a的偏移量为0，所以a占1个字节。

• 对于成员变量b，min(4,sizeof(char))的值为1，所以偏移量为1的倍数，所以b也占一个字节且不补全。
• 对于成员变量c，min(4,sizeof(int))的值为4，所以偏移量为4的倍数，也就是说c只能从4,8,16开始放，因此在b后面要空开两个字节，再放成员变量c。
• 目前为止，abc加起来总共占了8个字节，然后要确定sizeof(struct Node)，还要知道min(4,sizeof(int))的值为4，所以无需再补全。

• 最后sizeof(struct Node)的值就为8。

#include<stdio.h>
#pragma pack(4)

struct Node{
    char a;
    int c;
    char b;
};
int main(void){
    printf("%d",sizeof(struct Node));
    return 0;
} 

C语言中的内存对齐

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原文地址：https://www.cnblogs.com/LittleBanana/p/11936938.html