一、什麽是字節對齊，為什麽要字節對齊？

現代計算機中內存空間都是按照byte劃分的，從理論上講似乎對任何類型的變量的訪問可以從任何地址開始，但實際情況是在訪問特定類型變量的時候經常在特定的內存地址訪問，這就需要各種類型數據按照一定的規則在空間上排列，而不是順序的一個接一個的排放，這就是對齊。

各個硬件平臺對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平臺對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。比如有些架構的CPU（通常是嵌入式設備）在訪問一個沒有進行對齊的變量的時候會發生錯誤,那麽在這種架構下編程必須保證字節對齊。其他平臺可能沒有這種情況，但是最常見的是如果不按照適合其平臺要求對數據存放進行對齊，會在存取效率上帶來損失。比如有些平臺每次讀都是從偶地址開始，如果一個int型（假設為32位系統）如果存放在偶地址開始的地方，那麽一個讀周期就可以讀出這32bit，而如果存放在奇地址開始的地方，就需要2個讀周期，並對兩次讀出的結果的高低字節進行拼湊才能得到該32bit數據。顯然在讀取效率上下降很多。

二、請看下面的結構

struct struct1
{
    double dda;
    char cda;
    int ida;
};

sizeof(struct1) = ?

錯誤的求法：sizeof(struct1)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13

VC運行結果：16

其實，這是VC對變量存儲的一個特殊處理。為了提高CPU的存儲速度，VC對一些變量的起始地址做了“對齊”處理。在默認情況下，VC規定各成員變量存放的起始地址相對於結構的起始地址的偏移量必須為該變量的類型所占用的字節數的倍數。下面列出常用類型的對齊方式（32位系統）：

類型 對齊方式（變量存放的起始地址相對於結構的起始地址的偏移量）

char 偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數

int 偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數

float 偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數

double 偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數

Short 偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數

第一個成員dda分配空間，其起始地址跟結構的起始地址相同（剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數），該成員變量占用sizeof(double)=8個字節；接下來為第二個成員cda分配空間，這時下一個可以分配的地址對於結構的起始地址的偏移量為8，是sizeof(char)的倍數，所以把cda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式，該成員變量占用 sizeof(char)=1個字節；接下來為第三個成員ida分配空間，這時下一個可以分配的地址對於結構的起始地址的偏移量為9，不是sizeof (int)=4的倍數，為了滿足對齊方式對偏移量的約束問題，VC自動填充3個字節（這三個字節沒有放什麽東西），這時下一個可以分配的地址對於結構的起始地址的偏移量為12，剛好是sizeof(int)=4的倍數，所以把ida存放在偏移量為12的地方，該成員變量占用sizeof(int)=4個字節；這時整個結構的成員變量已經都分配了空間，總的占用的空間大小為：8+1+3+4=16，剛好為結構的字節邊界數（即結構中占用最大空間的類型所占用的字節數sizeof(double)=8）的倍數，所以沒有空缺的字節需要填充。

三、再次理解結構的字節邊界數

struct struct2
{
    char cda;
    double dda;
    int ida;
};

VC運行結果：24

char cda; 偏移量位0，滿足對齊
double dda;占用8個字節，起始地址偏移量為1，不是8的倍數，需要補足7個空字節才滿足對齊。
int ida;占用4個字節，起始地址偏移量位 1+7+8=16，是4的倍數，滿足對齊，

所有成員變量都分配了空間，空間總的大小為1+7+8+4=20，不是結構
的節邊界數（即結構中占用最大空間的類型所占用的字節數sizeof
(double)=8）的倍數，所以需要填充4個字節，以滿足結構的大小為
sizeof(double)=8的倍數。

內存對齊