经常听说字节对齐，那什么是对齐？

学益得智能硬件 2023-01-31 1019

描述

在计算结构体长度的时候，我们经常听说字节对齐。那什么是对齐？
如果一个变量在内存中的地址正好是它长度的整数倍，我们就称它为自然对齐。
比如在32位的操作系统中，如果一个整型变量的地址是0x04，那么它就是自然对齐。

而且操作系统也确实是这么做的，随便定义一个整型变量，打印它的地址，结果一定是4的倍数。

int main()
{
    int num;
    printf("%p
", &num);
    return 0;
}

这样做的根本原因还是为了提高CPU的访问效率。如果一个整型变量存放在0x02地址上，那么CPU首先会读取两个字节的short，再读取后面的两个字节，最后把两个部分合成一个整数，很显然这样的效率会比较低。

有了这个基础，我们再来计算结构体的长度，就会简单的多。

struct Test
{
    char ch;
    int num;
    short id;
    char c;
};

比如这个结构，char类型占一个字节，int占四个字节，但是num不能直接跟在ch的后面，否则num的地址肯定不是4的整数倍，所以需要在ch的后面空3个字节。

接下来轮到id，在32位系统中short占2个字节，直接跟在num的后面就行。

最后一个是c，因为只占一个字节，所以直接放在最后就好。

那结构体的长度是不是11个字节呢，不是的，结构体的长度一定是最长成员的整数倍，所以在c的后面还空了一个字节，结构体一共占了12字节。
记住几个原则。
一、结构体变量的首地址是最长成员长度的整数倍。比如我们计算的这个结构体，它的首地址一定是4的整数倍。
二、每个成员相对结构体首地址的偏移量，一定是该成员长度的整数倍。
三、结构体的总长度是最长成员长度的整数倍。

四、如果结构体内有成员长度大于处理器的位数，那么就以处理器的位数作为对齐单位，比如在32位操作系统中，double占8字节，我们还是按照4字节为对齐单位。

审核编辑：李倩

打开APP阅读更多精彩内容