C語言位元組對齊

什麼是位元組對齊？

現代計算機中記憶體空間都是按照byte劃分的，從理論上講似乎對任何型別的變數的訪問可以從任何位址開始，但實際情況是在訪問特定型別變數的時候經常在特定的記憶體位址訪問，這就需要各種型別資料按照一定的規則在空間上排列，而不是順序的乙個接乙個的排放，這就是對齊。

為什麼要位元組對齊？

位元組是否對齊關係到cpu訪問資料時的效率問題，假設乙個cpu每次總是從記憶體中取出4個位元組，從記憶體編號為0的地方開始，現在我定義乙個char a，定義乙個int b，讓他們按順排列在記憶體中，就是這樣的：

char a占用1個位元組，int a占用4個位元組，cpu每次總是取4個位元組，這時我想要取b時，需要先取出0-3，再取出4-7，然後將1-4拼在一起，這樣就需要取兩次，但是，如果我讓char a和int b按照特定的順序排列：

這樣我只需要取一次就能將b取出，提公升了cpu的工作效率。

位元組對齊的概念和規則

概念：

規則：

有效對齊值n是最終用來決定資料存放位址方式的值，最重要。

有效對齊n，就是表示「對齊在n上」，也就是說該資料的"存放起始位址%n=0"。而資料結構中的資料變數都是按定義的先後順序來排放的。第乙個資料變數的起始位址就是資料結構的起始位址。結構體的成員變數要對齊排放，結構體本身也要根據自身的有效對齊值圓整。

舉例說明

**如下

#include struct test
;int main(void)
; printf("%d \n",sizeof(t));
getchar();
return 0;
}

如果我們不知道位元組對齊規則，那麼一定會認為這個結構體的大小是這樣的，char型別1個位元組，int型別4個位元組，short型別2個位元組一共7個位元組，執行一下看看結果：

執行之後的結果是12，我們先來看一下反彙編**：

根據反彙編**我們可以看到a,b,c中的值分別存放在ebp-0ch,ebp-8,ebp-4這三個地方，我們到記憶體中看一下他們是怎麼排列的：

可以看到char占用1個位元組，int占用4個位元組，short占用2個位元組，但是並沒有我們想象的那樣緊挨著排放，而是有一定的排放規則。這裡就體現出了位元組對齊，因為我這裡是32位的機器，預設是4位元組對齊，下面來詳細的說一下是怎麼排列的：

假設基址為0012ff3c，從偏移位址為0的位置開始存放

這樣，a占用1個位元組，存放在偏移位址為0的記憶體，0%1=0，沒有問題。

b占用4個位元組，如果將他挨著變數a存放，也就是存放在偏移位址為1的位置，1%4=1，這樣就存在問題了，所以b存放到偏移位址為4的位置，4%4=0。

最後，c占用2個位元組，如果將他挨著b存放，也就是存放到偏移位址為8的位置，8%2=0，沒有問題，所以c存放到偏移位址為8的位置，佔兩個位元組。

這樣就排列好了，這時，發現a,b,c一共才占用了10個位元組，因為結構體還沒有根據自身有效對齊值圓整，根據上面的分析，這個結構體的自身對齊值是4，12%4=0，所以結構體會再占用兩個位元組，10和11，也就是a和b，這樣就得出這個結構體的實際大小是12。

當然，除了使用預設的對齊值，我們還可以自己使用#pragma pack (value)指定對齊值：

#include #pragma pack (2)
struct test
;int main(void)
; printf("%d \n",sizeof(t));
getchar();
return 0;
}

這將對齊值設定成2，那麼a,b,c在記憶體中的排列方式應該是這樣的：

要注意，這裡的int b的自身對齊值是4位元組，有效對齊值是2位元組。