内存对齐规则

1.规则：

数据成员的偏移量以min(pack(n)，最大成员占用字节)的整数倍进行对齐。

2.其它说明

内存对齐，是指数据在内存中的存放位置必须是其对齐字节数（一个无符号整数，且必须是2的幂）的倍数。这样做可以提高数据访问的效率和性能。
C++中，不同类型的数据有不同的默认对齐字节数，例如int为4，char为1，double为8等。如果数据是自定义类型（如类或结构体），则其正常对齐字节数等于其最大成员的对齐字节数。
C中还可以使用#pragma pack(n)或__attribute__((aligned(n)))等指令来修改默认的对齐方式。C11还引入了alignof和alignas两个关键字来获取或设置数据的对齐字节数。

案例

请看下面的代码：

// 例1：默认对齐方式
struct A {
    char a; // 占1字节，偏移0
    int b; // 占4字节，偏移4（因为要对齐到4的倍数）
    char c; // 占1字节，偏移8
}; // 结构体A的大小为12（因为要对齐到最大成员的倍数）

// 例2：使用#pragma pack(2)指令
#pragma pack(2) // 设置对齐字节数为2
struct B {
    char a; // 占1字节，偏移0
    int b; // 占4字节，偏移2（因为要对齐到2的倍数）
    char c; // 占1字节，偏移6
}; // 结构体B的大小为8（因为要对齐到指定的倍数）
#pragma pack() // 恢复默认对齐方式

// 例3：使用__attribute__((aligned(8)))指令
struct C {
    char a; // 占1字节，偏移0
    int b __attribute__((aligned(8))); // 占4字节，偏移8（因为要对齐到8的倍数）
    char c; // 占1字节，偏移12
}; // 结构体C的大小为16（因为要对齐到最大成员的倍数）

// 例4：使用C++11中的alignas关键字
struct D {
    alignas(16) char a; // 占1字节，偏移0（但是占用16个空间）
    int b; // 占4字节，偏移16（因为要对齐到16的倍数）
    char c; // 占1字节，偏移20
}; // 结构体D的大小为32（因为要对齐到最大成员的倍数）

// 例5：含double的结构体
struct E {
    int a;
    double b;
    char c;
}; // 结构体E的大小为24

发布于 2023-03-13