字节对齐之C语言犄角旮旯的知识

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字节对齐

什么是字节对齐

对齐方式

n字节对齐

自然对齐

那么结构体的对齐方式

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字节对齐

什么是字节对齐

        从内存访问的效率出发，CPU底层或者编译器一般会要求，所有的对象的地址按照某种方式来对齐。
        一般来说，就是要求对象的地址是n的倍数。

对齐方式

n字节对齐

对象的地址是n的倍数（n一般为2的x次幂）
 eq:
        4字节对齐：所有对象的地址必须为4的倍数。
        8字节对齐：所有对象的地址必须为8的倍数。
        16字节对齐：
                。。。
            
            GCC代码中：
                程序员可以指定对齐方式：
                    __attribute__((aligned(n))

自然对齐

编译器默认的一种对齐方式（32bits与64bits编译器会有不一样）。

	32bits	64bits
char	1字节对齐	1字节对齐
short	2字节对齐	2字节对齐
int	4字节对齐	4字节对齐
long	4字节对齐	8字节对齐
long long	4字节对齐	8字节对齐
any pointer	4字节对齐	8字节对齐
double	8字节对齐	8字节对齐

对象的地址必须是对象长度的倍数，什么意思呢？
            举个栗子：
                sizeof(int) = 4;
                int a;
                &a :必须为4的倍数
                
                if &a不是4的倍数，说明a不是自然对齐。
                
                sizeof(short) = 2;
                short a;
                &a : 必须为2的倍数
                if &a不是2的倍数，说明a不是自然对齐
                
                sizeof(long) = 8;
                long b;
                &b：b的地址必须是8的倍数
                
                sizeof(char) = 1;
                char c;
                &c：c的地址必须是1 的倍数
            
每个变量（包括结构体中的成员变量）都会有一个默认的对齐方式：--》自然对齐

那么结构体的对齐方式

            （1）结构体变量按其最大的类型成员变量的对齐方式对齐
            （2）结构体的大小必须为其对齐方式的整数倍（一般都为向上取整）

举个例子：

struct test
{
    char a;    //a的对齐方式：一字节对齐
    int b;     //b对齐的方式：四字节对齐
    short c;   //c对齐的方式：2字节对齐
};

                struct test 按照b的对齐方式进行对齐：4字节对齐
                struct test 变量 （整个结构体）大小必须是4的整数倍。
                sizeof(struct test); ==>  12

再思考两个

struct finalPadShort
{
	short x;
	char n[3];
};  
sizeof(struct finalPad);    //6

struct MixedData
{
	char data1;
	short data2;
	int data3;
	char data4;
};
sizeof(struct finalPad);    //12

最后一个为什么是12呢，我们来看图，以下就是它的存储形式

地址低位											地址高位
char	short	short	X	int	int	int	int	char	X	X	X

如图，第一个成员变量是char，占1字节，第二个成员变量是short，占2字节，这两个成员变量加起来没有超过int的4字节，可以放在一个4字节中，所以一共是3个4字节，

sizeof(struct finalPad) == 12。