1.首先理解一下什么是结构体对齐:

 许多计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制,要求数据的起始地址需是k(对齐数)的倍数,这样可以提升读取数据的速度。而这里的对齐数也不是任意值,只能是内置类型已有的字节数(1,2,4,8....),在默认情况下,VS中的值为8,Linux中的值是4,当然也可以通过在struct之前加上#pragma pack(4)设置,括号里就是你设置的对齐数,#pragma pack(4)是恢复默认值。

2.为什么要结构体对齐?

  • 平台原因:不是所有的硬件平台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,是因为为了访问未对齐的内存,处理器需要做两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要访问一次

3.对齐规则:

  • 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处
  • 其他成员变量要对齐到对齐数的整数倍的地址处。(对齐数=编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值,VS中默认的值为8,Linux中的默认值是4)
  • 结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍
  • 如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍处

例如:

#pragma pack(8)//默认8字节对齐
struct S2对齐数:4
 {
     char a; //1+3(b的偏移量)
     int b;//4+1+3=8
 };//s2的总大小为8
 struct S4
 {
     char a;//1
     struct S3//对齐数是8
     {
         double b;//8
         char c[3];// 1 , 3+8=11;
         int d; //4, 11+4+1=16
     };//到这儿的总大小为1+7+16=24
     char b[3];//1  ,24+3=27
     char *c[2]; //  4,4*2+27+1=36
     double e; //8,36+4+8=48
     struct S2 f[2];//8,对齐数是4,8*2+48=64
     char g;// 1,64+1=65
 }//S4的最大对齐数是8,所以sizeof(S4)=72(8的整数倍)

总的来说:结构体对齐是拿空间换取时间的做法