如何實現

先看一下代碼中隨處可見的字節對齊宏定義：

#define BYTE_ALIGN(x,a) ( ((x) + ((a) - 1) ) & ( ~((a) - 1) ) )

字節對齊實現了什么功能呢？
其實就是計算不小x的、a的最小公倍數。

經過實驗，我發現，a要為2的n次方，才會實現上面說的對齊功能，如果a不止2的n次方，BYTE_ALIGN(x,a)后的值還是x。

實驗驗證

#include <iostream> #include <cstdio>using namespace std;#define BYTE_ALIGN(x,a) ( ((x) + ((a) - 1) ) & ( ~((a) - 1) ) )int main() {int a = 15;int x = 39;for (int i = 0; i < 4; i++) {cout << "------ a = " << a + i << " ------ " << endl;for (int j = 0; j < 4; j++) {printf("x = %d, a = %d, BYTE_ALIGN(x,a) = %d\n",\x + j, a + i, BYTE_ALIGN(x + j, a + i));}cout << endl;} }/* 輸出結果： ------ a = 15 ------ x = 39, a = 15, BYTE_ALIGN(x,a) = 49 x = 40, a = 15, BYTE_ALIGN(x,a) = 48 x = 41, a = 15, BYTE_ALIGN(x,a) = 49 x = 42, a = 15, BYTE_ALIGN(x,a) = 48------ a = 16 ------ x = 39, a = 16, BYTE_ALIGN(x,a) = 48 x = 40, a = 16, BYTE_ALIGN(x,a) = 48 x = 41, a = 16, BYTE_ALIGN(x,a) = 48 x = 42, a = 16, BYTE_ALIGN(x,a) = 48------ a = 17 ------ x = 39, a = 17, BYTE_ALIGN(x,a) = 39 x = 40, a = 17, BYTE_ALIGN(x,a) = 40 x = 41, a = 17, BYTE_ALIGN(x,a) = 41 x = 42, a = 17, BYTE_ALIGN(x,a) = 42------ a = 18 ------ x = 39, a = 18, BYTE_ALIGN(x,a) = 40 x = 40, a = 18, BYTE_ALIGN(x,a) = 40 x = 41, a = 18, BYTE_ALIGN(x,a) = 42 x = 42, a = 18, BYTE_ALIGN(x,a) = 42 */

可以看到只有當a = 16是BYTE_ALIGN對齊結果都是16的倍數48。a為其他值時實現不了所謂的對齊。

我們把a改為32看一下：

/* ------ a = 31 ------ x = 39, a = 31, BYTE_ALIGN(x,a) = 65 x = 40, a = 31, BYTE_ALIGN(x,a) = 64 x = 41, a = 31, BYTE_ALIGN(x,a) = 65 x = 42, a = 31, BYTE_ALIGN(x,a) = 64------ a = 32 ------ x = 39, a = 32, BYTE_ALIGN(x,a) = 64 x = 40, a = 32, BYTE_ALIGN(x,a) = 64 x = 41, a = 32, BYTE_ALIGN(x,a) = 64 x = 42, a = 32, BYTE_ALIGN(x,a) = 64------ a = 33 ------ x = 39, a = 33, BYTE_ALIGN(x,a) = 71 x = 40, a = 33, BYTE_ALIGN(x,a) = 72 x = 41, a = 33, BYTE_ALIGN(x,a) = 73 x = 42, a = 33, BYTE_ALIGN(x,a) = 74 */

a = 32確實實現了對齊到32的整數倍64。a = 31或a = 33算出的結果都是亂的，不知道干了個啥邏輯。

為什么a為2ⁿ才可以？

用二進制手動演算一下：
若a = 16, x = 40

值二進制

a	0000 0001 0000
x	0000 0010 1000
~((a) - 1) )	1111 1111 0000
((x) + ((a) - 1)	0000 0011 0111
BYTE_ALIGN(x,a)	0000 0011 0000

~((a) - 1) ) 用低位取0，就是為了能與到比a大的結果。
((x) + ((a) - 1)就是為了增加x的值，之后與運算可以得到更大的結果。

應用場景

經常在圖片處理的時候做字節對齊，將圖像的寬和高對齊為64或512的整數倍。

向下對齊

瀏覽別人的博客，發現上面說的只是向上對齊，還有向下對齊。

#define alignment_down(a, size) (a & (~(size-1)) )#define alignment_up(a, size) ((a+size-1) & (~ (size-1)))

a=0, size=8, 則alignment_down(a,size)=0, alignment_up(a,size)=0.
a=6, size=8, 則alignment_down(a,size)=0, alignment_up(a,size)=8.
a=8, size=8, 則alignment_down(a,size)=8, alignment_up(a,size)=8.
a=14, size=8,則alignment_down(a,size)=8, alignment_up(a,size)=16.
注:size應當為2的n次方, 即2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 1024, 2048, 4096 …

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【C/C++】字节对齐 ALIGN宏的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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