記憶體對齊計算可謂是筆試題的必考題，但是如何按照計算原則算出正確答案一開始也不是很容易的事，所以專門通過例子來複習下關於結構體記憶體對齊的計算問題。（編譯環境為vs2015）

對齊原則：

原則1：資料成員對齊規則：結構(struct)(或聯合(union))的資料成員，第一個資料成員放在offset為0的地方，以後每個資料成員的對齊按照#pragma pack指定的數值和這個資料成員自身長度中，比較小的那個進行。

原則2：結構(或聯合)的整體對齊規則：在資料成員完成各自對齊之後，結構(或聯合)本身也要進行對齊，對齊將按照#pragma pack指定的數值和結構(或聯合)最大資料成員長度中，比較小的那個進行。

原則3：結構體作為成員：如果一個結構裡有某些結構體成員，則結構體成員要從其內部最大元素大小的整數倍地址開始儲存。

預設對齊值：

Linux 預設#pragma pack(4)

window 預設#pragma pack(8)

注：可以通過預編譯命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16來改變這一系數，其中的n就是指定的“對齊係數”。

例一：一位元組對齊

第一步： 成員資料對齊

#pragma pack(1)
struct AA {
    int a;   //長度4 < 1 按1對齊；偏移量為0；存放位置區間[0,3]
    char
 
 b;  //長度1 = 1 按1對齊；偏移量為4；存放位置區間[4]
    short c; //長度2 > 1 按1對齊；偏移量為5；存放位置區間[5,6]
    char d;  //長度1 = 1 按1對齊；偏移量為6；存放位置區間[7]
    //整體存放在[0~7]位置區間中，共八個位元組。
};
#pragma pack()

第二步： 整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 1) = 1，所以不需要再進行整體對齊。整體大小就為8。

圖示如下：

例二：二位元組對齊

第一步： 成員資料對齊

#pragma pack(2)
struct AA {
    int a;   //長度4 > 2 按2對齊；偏移量為0；存放位置區間[0,3]
 

    char b;  //長度1 < 2 按1對齊；偏移量為4；存放位置區間[4]
    short c; //長度2 = 2 按2對齊；偏移量要提升到2的倍數6；存放位置區間[6,7]
    char d;  //長度1 < 2 按1對齊；偏移量為7；存放位置區間[8]；共九個位元組
};
#pragma pack()

第二步： 整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 2) = 2，將9提升到2的倍數，則為10.所以最終結果為10個位元組。

圖示如下：（X為補齊部分）

例三：四位元組對齊

第一步： 成員資料對齊

#pragma pack(4)
struct AA {
    int a;   //長度4 = 4 按4對齊；偏移量為0；存放位置區間[0,3]
    char b;  //長度1 < 4 按1對齊；偏移量為4；存放位置區間[4]
    short c; //長度2 < 4 按2對齊；偏移量要提升到2的倍數6；存放位置區間[6,7]
    char d;  //長度1 < 4 按1對齊；偏移量為7；存放位置區間[8]；總大小為9
};
#pragma pack()

第二步： 整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 4) = 4，將9提升到4的倍數，則為12.所以最終結果為12個位元組。

圖示如下：（X為補齊部分）

例三：八位元組對齊

第一步： 成員資料對齊

#pragma pack(8)
struct AA {
    int a;   //長度4 < 8 按4對齊；偏移量為0；存放位置區間[0,3]
    char b;  //長度1 < 8 按1對齊；偏移量為4；存放位置區間[4]
    short c; //長度2 < 8 按2對齊；偏移量要提升到2的倍數6；存放位置區間[6,7]
    char d;  //長度1 < 8 按1對齊；偏移量為7；存放位置區間[8]，總大小為9
};
#pragma pack()

第二步： 整體對齊

整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 8) = 4，將9提升到4的倍數，則為12.所以最終結果為12個位元組。圖示如上。

注：可以通過stddef.h庫中的offsetof巨集來檢視對應結構體元素的偏移量。

例四：結構體中包含結構體的運算

整體計算過程如下

struct EE
{
    int a;      //長度4 < 8 按4對齊；偏移量為0；存放位置區間[0,3]
    char b;     //長度1 < 8 按1對齊；偏移量為4；存放位置區間[4]
    short c;    //長度2 < 8 按2對齊；偏移量由5提升到6；存放位置區間[6,7]
    //結構體內部最大元素為int,由於偏移量為8剛好是4的整數倍，所以從8開始存放接下來的struct FF
    struct FF
    {
        int a1;     //長度4 < 8 按4對齊；偏移量為8；存放位置區間[8,11]
        char b1;    //長度1 < 8 按1對齊；偏移量為12；存放位置區間[12]
        short c1;   //長度2 < 8 按2對齊；偏移量為13,提升到2的倍數14；存放位置區間[14,15]
        char d1;    //長度1 < 8 按1對齊；偏移量為16；存放位置區間[16]
    };
    //整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 8) = 4，將記憶體大小由17補齊到4的整數倍20
    char d;         //長度1 < 8 按1對齊；偏移量為21；存放位置區間[21]
    //整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 8) = 4，將記憶體大小由21補齊到4的整數倍24
};

圖示如下：

例五：再來一個巢狀結構體的計算

整體計算過程如下

struct B {
    char e[2];      //長度1 < 8 按2對齊；偏移量為0；存放位置區間[0,1]
    short h;        //長度2 < 8 按2對齊；偏移量為2；存放位置區間[2,3]
    //結構體內部最大元素為double,偏移量為4，提升到8，所以從8開始存放接下來的struct A
    struct A {
        int a;      //長度4 < 8 按4對齊；偏移量為8；存放位置區間[8,11]
        double b;   //長度8 = 8 按8對齊；偏移量為12，提升到16；存放位置區間16,23]
        float c;    //長度4 < 8,按4對齊；偏移量為24，存放位置區間[24,27]
    };
    //整體對齊係數 = min((max(int,double,float), 8) = 8，將記憶體大小由28補齊到8的整數倍32
};

圖示如下：

小結：當#pragma pack的n值等於或超過所有資料成員長度的時候，這個n值的大小將不產生任何效果。