结构体的内存对齐

结构体的内存对齐是一个 特别热门的知识点！

引例：

#include<iostream>
using namespace std;
struct S
{
    
	char c;		// 1
	int a;		// 4
	char d;		// 1
};
int main()
{
    
	struct S s = {
     'a',2,'y'};
	cout << sizeof(struct S) << endl;// 12
	cout << sizeof(s) << endl; 		 // 12
	return 0;
}

结构体内存对齐规则

1. 结构体的第一个变量，永远放在结构体起始位置偏移量为0的地方。
2. 结构体成员从第二个成员开始，剩下的成员总是放在偏移量为一个对齐数的整数倍处。
对齐数=编译器默认的对齐数与变量自身大小的较小值(VS的默认对齐数是8,Linux没有默认对齐数)
3. 结构体的总大小，必须是结构体各个成员中最大对齐数的整数倍
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数( 含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。

满足第一点：

满足第二点：


满足第三步：


为了满足第三点，我们要内存对齐，结构体的总大小必须是4的倍数，现在只有12能够满足要求了。

但是我们存在着一些空间的浪费啊！

那么为什么要有内存对齐呢？

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。

例如：某些场景下一次只能读取4byte空间：对比对齐和不对齐，可能读取数据就可能出错。

总体来说：
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

如何优化？

 那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到呢？ 那就是让占用空间小的成员尽量集中在一起。

//例如：
struct S1
{
    
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
struct S2
{
    
	char c1;
	char c2;
	int i;
};

S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

修改默认对齐数

用#pragma修改默认对齐数

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
    
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{
    
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{
    
	//输出的结果是什么？
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

结论：
结构在对齐方式不合适的时候，我么可以自己更改默认对齐数。