内存字节对齐

一 原理

由于存储变量时地址对齐的要求，编译器在编译程序时会遵循两条原则：

【原则1】结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍）

【原则2】结构体大小必须是所有成员大小的整数倍。

结构体总大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小

二 实例

例1 计算结构体的大小

struct A

{

int a;

char b;

char c;

};

【解析】利用sizeof 计算，结果为8。记偏移量为ref，大小为size：

struct A { int a;//ref_a=0,size_a=4 char b;//ref_b=ref_a+size_a=4,size_b=1 char c;//ref_c=ref_b+size_b=5，size=1 };

若不考虑字节对齐，总大小为ref_c+size_c=6。根据【原则2】，6不是int类型大小的倍数，故补齐2，大小为8。

 

例2 计算结构体的大小

struct B

{

char a;

short b;

char c;

};

【解析】利用sizeof 计算，结果为6。记偏移量为ref，大小为size：

struct B { char a;//ref_a=0,size_a=1 short b;//ref_b=2,size_b=2，若不考虑字节对齐,ref_b=ref_a+size_a=1。根据【原则1】，偏移量1不是short的倍数,故补1 char c;//ref_c=ref_b+size_b=4，size_c=1 };

若不考虑字节对齐，总大小为ref_c+size_c=5。根据【原则2】，5不是short类型大小（size_b=2）的倍数，故补齐1，大小为6。

 

例3 计算结构体的大小

struct C

{

int a;

char b;

short c;

};

【解析】利用sizeof 计算，结果为8。记偏移量为ref，大小为size：

struct C { int a;//ref_a=0,size_a=4 char b;//ref_b=ref_a+size_a=4,size_b=1 short c;//ref_c=6,zize_c=2，若不考虑字节对齐，ref_c=ref_b+size_b=5。根据【原则1】，5不是short类型大小的倍数，故补齐1 };

总大小为ref_c+size_c=8，总大小满足【原则2】不需要补齐。

 

【内存对齐的应用】

(1) 程序的可移植性

程序在不同的操作系统中移植，需要考虑内存对齐。

(2)  较少内存损失

在建立结构时，考虑字节对齐，可以使结构尽可能占用少的内存。不对内存的成员进行重排以减小因对齐带来的损失。