一 現象

先看一段程式碼：

struct s1
{
    char s;
    int i;
};

struct s2
{
    int i;
    double d;
};

cout << "-------basic type" << endl;
cout << "sizeof(char)	" << sizeof(char) << endl;
cout << "sizeof(int)	" << sizeof(int) << endl;
cout << "sizeof(double)	" << sizeof(double) << endl;

cout << endl;
cout << "-------struct" << endl;
cout << "sizeof(s1)	" << sizeof(s1) << endl;
cout << "sizeof(s2)	" << sizeof(s2) << endl;
 

結果如下：

不同機器環境，可能結果不同，但不影響說明問題。例如，結構體s1中包含一個char和int，那麼s1的大小應該是5，但結果是8，s2也是如此，這就涉及到一個概念：記憶體對齊。

二 記憶體對齊

1 什麼是記憶體對齊？

看到的一句說明，“資料項僅僅能儲存在地址是資料項大小的整數倍的記憶體位置上”。

2 為什麼要記憶體對齊？

（1）硬體原因，一些硬體平臺必須要求記憶體對齊，否則丟擲異常；另外涉及到不同平臺的移植問題。

（2）效能原因，對齊後訪問效率更高。

三 C++11 記憶體對齊實現

1 C++11 新引入操作符alignof， 對齊描述符alignas

alignas可以接受常量表達式和型別作為引數，可以修飾變數、類的資料成員等，不能修飾位域和用register申明的變數。一般往大對齊。

直接看一段程式碼（結合上一段程式碼）：

struct s3
{
    char s;
    double d;
    int i;
};


struct s11
{
    alignas(16) char s;
    int i;
};

struct s12
{
    alignas(16) char s;
    int i;
};


// alignof
cout << "-------------------alignof---------------------" << endl;
// 基本對齊值
cout << "alignof(std::max_align_t)	" << alignof(std::max_align_t) << endl;
cout << endl;
cout << "-------basic type" << endl;
cout << "alignof(char)		" << alignof(char) << endl;
cout << "alignof(int)		" << alignof(int) << endl;
cout << "alignof(double)	" << alignof(double) << endl;

cout << endl;
cout << "-------struct" << endl;
cout << "alignof(s1)		" << alignof(s1) << endl;
cout << "alignof(s2)		" << alignof(s2) << endl;
cout << "alignof(s3)		" << alignof(s3) << endl;

cout << endl;
cout << endl;

// alignas
cout << "-------------------alignas---------------------" << endl;
cout << "alignof(s1)		" << alignof(s1) << endl;
cout << "alignof(s11)		" << alignof(s11) << endl;
cout << "alignof(s12)		" << alignof(s12) << endl;

cout << "sizeof(s1)    	" << sizeof(s1) << endl;
cout << "sizeof(s11)	" << sizeof(s11) << endl;
cout << "sizeof(s12)	" << sizeof(s12) << endl;
 

結果如下：

2 C++11還新增了幾個記憶體對齊的函式，每個函式有特定作用，此處不展開。

std::alignment_of
std::aligned_storage
std::max_align_t
std::align

四 C++98/03 記憶體對齊實現

此情況下主要是由編譯器實現，不同編譯器有不同方法。

1 MSVC

__declspec(align(#))，其#的內容可以是預編譯巨集，但不能是編譯期數值

#progma pack

__alignof

2 gcc

  __attribute__((__aligned__((#))))

 __alignof__