内存对齐
- 现代计算机中内存空间都是按照 byte 划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
- 对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台的要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个 int 型（假设为32位）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出，而如果存放在奇地址开始的地方，就可能会需要 2 个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该 int 数据。显然在读取效率上下降很多，这也是空间和时间的博弈。
- “内存对齐”应该是编译器的“管辖范围”。编译器为程序中的每个“数据单元”安排在适当的位置上。 但是C语言的一个特点就是太灵活，太强大，它允许你干预“内存对齐”
对齐规则
每个特定平台上的编译器都有自己默认的“对齐系数”，我们可以通过预处理指令#pragma pack(n), n=1, 2, 4, 8, 16...来改变这一系数，这个 n 就是对齐系数。
- 数据成员对齐规则：
结构(struct)或联合(union)的数据成员，第一个数据成员放在 offset 为 0 的地方，以后的每个数据成员的对齐按照#pragma pack(n)指定的n值和该数据成员本身的长度len = sizeof(type)中，较小的那个进行，如果没有显示指定n值，则以len为准，进行对齐 - 结构/联合整体对齐规则：在数据成员对齐完成之后，结构/联合本身也要对齐，对齐按照
#pragma pack(n)指定的n值和该结构/联合最大数据成员长度max_len_of_members中，较小的那个进行，如果没有显示指定n值，则以max_len_of_members为准，进行对齐 - 结合1、2可推断：当
n值均超过(或等于)所有数据成员的长度时，这个n值的大小将不产生任何效果
内存对齐的例子
#include <stdio.h>
struct {
char a;
double b;
int c;
} test;
int main() {
printf("%d\n", sizeof(test));
return 0;
}你会想，占用的大小为 sizeof(char) + sizeof(double) + sizeof(int) = 1 + 8 + 4 = 13 字节，然而：
# root @ localhost in ~/test [15:46:05]
$ gcc a.c
# root @ localhost in ~/test [15:46:07]
$ ./a.out
24我们按照上面的对齐规则来分析一下：
首先是成员a，类型为char，长度为1，放在偏移量为 0 的地方，然后偏移量变为了 1
然后是成员b，类型为double，长度为8，要放在偏移量为 8 的整数倍的地方，所以就放在 8 上，然后偏移量变为了 8 + 8 = 16 最后是成员c，类型为int，长度为4，要是 4 的整数倍，16 刚好是它的倍数，偏移量变为了 16 + 4 = 20，然后 ，整个结构体也要对齐，成员中最大的长度为 8，而要它的整数倍，那就是 24 了，所以整个结构体的长度就是 24 个字节
再来看定义了#pragma pack(n)的情况：
#include <stdio.h>
#pragma pack(4)
struct {
char a;
double b;
int c;
} test;
int main() {
printf("%d\n", sizeof(test));
return 0;
}# root @ localhost in ~/test [15:57:12]
$ gcc a.c
# root @ localhost in ~/test [15:57:14]
$ ./a.out
16根据对齐规则：
对于成员a，对齐数为 1，因为 1 小于 4，放在偏移量为 0 的位置上，然后长度变为 1
对于成员b，对齐数为 4，因为 4 小于 8，放在偏移量为 4 的位置上，长度变为 4 + 8 = 12
对于成员c，对齐数为 4，两个数相等，放在偏移量为 12 的位置上，长度变为 12 + 4 = 16
最后是结构体，最大的成员长度 8，大于 4，所以取 4，刚好整除，所以就是 16 字节。