内存对齐

Posted 2020-11-23 moxiaoyu557

首先在C语言中，结构体占用的是一片连续的内存空间

对齐原因

大部分的参考资料都是如是说的：

　　1、平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都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。

　　2、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。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

 

以前对于内存对齐的计算理解错了，今天看见一个视频幡然醒悟。

 

以下面的结构体为例：

struct stu
{
    char *p;　　//4
    char arr[2];　　//2　　→ 4+2+2（补）=8
    int c;　　//4
    short d;　　//2　　→ 4+2+2（补）=8
    double f;　　//8
    long g;　　//4　　→ 4+4（下面 float h[2] 中取一个刚好可以凑足 8 个字节）=8
    float h[2];　　//　　4（上面拿走了一个）+4（补）=8
}stu;

内存对齐规则：以结构体中占用字节数最大的修饰变量的关键字为基准进行对齐。

在 stu 中（32位操作系统）：首先占用内存最大的关键字为 double 占 8 个字节。

　　以此为基准对齐，从头开始看。指针 p 占四个字节，arr 占 1*2 = 2个字节，共 6 个字节，不足 8 位，c 占4个字节，如果接着加上前面的就超出了 8 字节的基准，所以 先对前面的 6 个字节进行补齐（6+2 = 8），再看 c 的下一个 d 占2个字节，同样的 4+2 = 6 未超出 8，所以看 double f，超出了，所以前面的 c 和 d占用字节为（4+2 = 6 → 6+2 = 8）；f 刚好 8 个字节；继续看 g，占用 4 个字节，不足 8 ，因为 h是个含两个 float 类型的数组，一个 float 刚好占四个字节，所以拿一个与前面的 g 相加，最后只剩一个 float 类型的数据，占 4 个字节，不足 8，所以补 4.（4+4 = 8）；

所以： 4（char *p）+ 2（char arr[2]）+ 2（补）= 8；

　　　　　　4（int c） + 2（short d）+ 2（补）= 8；

　　　　　　8（double）

　　　　　　4（long g）+ 4（float h[1]）= 8；

　　　　　　4（float h[1]）+ 4（补） = 8；

共占 40个字节。