From: http://blog.csdn.net/alex_bn/article/details/6770788

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首先來看下在C/C++中定義如下的結構體，然后對他們分別進行sizeof()運算，看看結果會如何

struct?A
{
?????int?a;
?????char?b;
?????short?c;
};

struct?B
{
?????char?b;
?????int?a;
?????short?c;
};

#pragma?pack(push,2)?????/*指定2字節對齊*/
struct?C
{
?????char?b;
?????int?a;
?????short?c;
};
#pragma?pack?(pop)??????/*還原默認字節對齊*/

#pragma?pack?(push,1)???/*指定1字節對齊*/
struct?D
{
?????char?b;
?????int?a;
?????short?c;
};
#pragma?pack?(pop)??????/*還原默認字節對齊*/

各個結構體內的變量只是順序不一樣！各變量字節和為1+4+2=7個字節，而對各個結構體進行sizeof()運算所得的結果卻是不一樣的：sizeof(A)==8?? sizeof(B)==12? ?sizeof(C)==8? ?sizeof(D)==7

非常有趣吧？造成這個差異的是什么原因呢？其實就是下面要講的C/C++中的字節對齊。

什么是字節對齊以及為什么要對齊？

現代計算機中內存空間都是按照byte劃分的，從理論上講似乎對任何類型的變量的訪問可以從任何地址開始，但實際情況是在訪問特定變量的時候經常在特定的內存地址訪問，這就需要各類型數據按照一定的規則在空間上排列，而不是順序的一個接一個的排放，這就是字節對齊。

而各個硬件平臺對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平臺對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。其他平臺可能沒有這種情況，但是最常見的是如果不按照適合其平臺要求對數據存放進行對齊，會在存取效率上帶來損失。比如有些平臺每次讀都是從偶地址開始，如果一個int型（假設為32位系統）如果存放在偶地址開始的地方，那么一個讀周期就可以讀出，而如果存放在奇地址開始的地方，就可能會需要2個讀周期，并對兩次讀出的結果的高低字節進行拼湊才能得到該int數據。顯然在讀取效率上下降很多。這也是空間和時間的博弈。

對齊的實現

通常，我們寫程序的時候，不需要考慮對齊問題。編譯器會替我們選擇時候目標平臺的對齊策略。當然，我們也可以通知給編譯器傳遞預編譯指令而改變對指定數據的對齊方法。但是，正因為我們一般不需要關心這個問題，所以因為編輯器對數據存放做了對齊，而我們不了解的話，常常會對一些問題感到迷惑，本文上面的例子就如此。

對齊的算法

由于各個平臺和編譯器的不同，現以vc6.0（32位x86平臺）為例子，來討論上例中編譯器對struct數據結構中的各成員如何進行對齊的。這里面有四個概念值：

1.數據類型自身的對齊值：就是上面交代的基本數據類型的自身對齊值。

2.指定對齊值：#pragma pack(push,value)時的指定對齊值value。

3.結構體或者類的自身對齊值：其成員中自身對齊值最大的那個值。

4.數據成員、結構體和類的有效對齊值：自身對齊值和指定對齊值中較小的那個值。

有了這些值，我們就可以很方便的來討論具體數據結構的成員和其自身的對齊方式。有效對齊值N是最終用來決定數據存放地址方式的值，最重要。有效對齊N，就是表示“對齊在N上”，也就是說該數據的"存放起始地址%N=0".而數據結構中的數據變量都是按定義的先后順序來排放的。第一個數據變量的起始地址就是數據結構的起始地址。結構體的成員變量要對齊排放，結構體本身也要根據自身的有效對齊值圓整(就是結構體成員變量占用總長度需要是對結構體有效對齊值的整數倍，結合下面例子理解)。這樣就不能理解上面例子的值了。

例子分析：

結構體B分析

struct?B
{
?????char?b;
?????int?a;
?????short?c;
};

假設B從地址空間0x0000開始排放。該例子中沒有定義指定對齊值，在vc6.0環境下，該值默認為4。

第一個成員變量b的自身對齊值是1，比指定或者默認指定對齊值4小，所以其有效對齊值為1，所以其存放地址0x0000符合0x0000%1=0.第二個成員變量a的自身對齊值為4，所以有效對齊值也為4，所以只能存放在起始地址為0x0004到0x0007這四個連續的字節空間中，復核0x0004%4=0,?? 且緊靠第一個變量。第三個變量c,自身對齊值為2，所以有效對齊值也是2，可以存放在0x0008到0x0009這兩個字節空間中，符合0x0008%2=0。所以從0x0000到0x0009存放的都是結構體B的內容。再來看看數據結構B的自身對齊值為其變量中最大對齊值(這里是a)所以就是4，所以結構體的有效對齊值也是4。根據結構體圓整的要求，0x0009到0x0000=10字節，(10+2)%4=0。所以0x0000A到0x000B也為結構體B所占用。故B從0x0000到0x000B共有12個字節,sizeof(B) == 12

結構體C分析

#pragma?pack(push,2)?????/*指定按2字節對齊*/
struct???C
{
?????char?b;
?????int?a;
?????short?c;
};
#pragma?pack(pop)????? ?/*還原默認字節對齊*/

第一個變量b的自身對齊值為1，指定對齊值為2，所以，其有效對齊值為1，假設C從0x0000開始，那么b存放在0x0000，符合0x0000%1=0;第二個變量，自身對齊值為4，指定對齊值為2，所以有效對齊值為2，所以順序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四個連續字節中，符合0x0002%2=0。第三個變量c的自身對齊值為2，所以有效對齊值為2，順序存放在0x0006、0x0007中，符合0x0006%2=0。所以從0x0000到0x00007共八字節存放的是C的變量。又C的自身對齊值為4，所以C的有效對齊值為2。又8%2=0,C只占用0x0000到0x0007的八個字節。所以sizeof(C) == 8

最后來說一下，如果指定字節對齊為1字節，那么這個結構體實際占用的字節大小就是結構體內各變量真實占用字節大小之和！

（轉載）http://wzoot.blog.163.com/blog/static/416388002007111210305852/

總結

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

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