内存编址寻址内存对齐

Posted 2020-09-05 一声一世

学习笔记

1、内存编址方法

　   内存在逻辑上是一个个格子，格子占有空间，可以用来存储数据，每个格子有编号，编号就是内存的地址，地址和格子空间是一一对应且永久绑定的。程序运行时，CPU只关心地址，不关心这个地址所代表的空间在哪里，怎么分布这些实体问题。有地址就一定能够找到对应的内存单元（内存单元：包括内存地址和空间）。地址是固定的，空间中存储的东西是变动的，这和数组做左右值相关？

　　关键：内存编址以 字节 为单位。比如给定一个内存地址7，其对应的空间大小就是固定的8bit，是定死的。一定要记住，以后学习指针的时候很重要。就好比宾馆一样，房间号（地址）不同每个房间都是标准的大床房（所占单位空间都一样），没有双人间，都是标标准的大床房，面积都一样，至于里面住什么人，看存的是啥。

 

2、内存和数据类型的关系

　　c语言的数据类型有：char、short、int、long、float、double

　　int（整型，整数类型，整体现在它和CPU的数据位宽是一样的，如32位CPU，int就是32位，4byte）

　　二者关系：数据类型是用来定义变量的，而这些变量需要存储、运算、在内存中。所以数据类型必须和内存匹配，才能获得最好性能 ，否则可能不工作或者效率低下。
　　在32位系统中定义变量最好用int，因为这样效率高，32位的系统本身配合内存也是32位，这样的配置天生适合定义32位int变量（软硬结合理解），效率高，当然其他的类型也能定义，但是访问效率不高，比如定义8位的char，比32位的效率低。

　　在很多32位环境下，定义bool变量，实际只需要一个bit位，但我们定义时，都是用int来实现bool。例如：我们定义一个 bool b1； 时，编译器实际帮我们分配了32 位的内存来帮我们存储这个变量，虽然浪费了31位，但是效率高。 现在硬件便宜，偏向效率。其实，这要具体情况具体分析。

 

3、内存对齐

　　例如int：

　　图1这种是对齐访问，类似图2/3这种是非对齐访问，逻辑虽然相同，都是int，32bit，但是对存的对齐访问 不是逻辑问题，是硬件问题。

　　硬件角度讲：32bit的内存它 0 1 2 3 四个单元本身逻辑上就有相关性，这四个字节合起来当做一个int，硬件上就是合适的，效率就高，why？比如4人去出差，大家肯定希望在同一楼方便，如果隔了一层楼之类的，那肯定就是不方便了，虽然编号相连，但实际可能不相连，0 1 2 3 天生硬件就是连接的，而1 2 3 4就可能就不是相连的，效率就可能不高，但是一般硬件都是提供非对齐访问的，但实际效率不高，现在一般内存访问，有内存，有钱，不差那一点。

 

4、从内存编址看数组的意义

　　数组就是拿一段内存空间出来。完全可以和内存逻辑图类比理解，

int 类型数组 a。 首元素是a[0],包含4个元素 1 22 3 1，首地址是0，就是首元素那一串的第一个元素的地址0.