在最近的專案中，我們涉及到了「記憶體對齊」技術。對於大部分程式設計師來說，「記憶體對齊」對他們來說都應該是「透明的」。「記憶體對齊」應該是編譯器的「管轄範圍」。編譯器為程式中的每個「資料單元」安排在適當的位置上。但是c語言的乙個特點就是太靈活，太強大，它允許你干預「記憶體對齊」對你就不應該再透明了。
一、記憶體對齊的原因
大部分的參考資料都是如是說的：
1、平台原因(移植原因)：不是所有的硬體平台都能訪問任意位址上的任意資料的；某些硬體平台只能在某些位址處取某些特定型別的資料，否則丟擲硬體異常。
2、效能原因：資料結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。原因在於，為了訪問未對齊的記憶體，處理器需要作兩次記憶體訪問；而對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問。
二、對齊規則
每個特定平台上的編譯器都有自己的預設「對齊係數」(也叫對齊模數)。程式設計師可以通過預編譯命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16來改變這一係數，其中的n就是你要指定的「對齊係數」。
規則：1、資料成員對齊規則：結構(struct)(或聯合(union))的資料成員，第乙個資料成員放在offset為0的地方，以後每個資料成員的對齊按照#pragma pack指定的數值和這個資料成員自身長度中，比較小的那個進行。
2、結構(或聯合)的整體對齊規則：在資料成員完成各自對齊之後，結構(或聯合)本身也要進行對齊，對齊將按照#pragma pack指定的數值和結構(或聯合)最大資料成員長度中，比較小的那個進行。
3、結合1、2顆推斷：當#pragma pack的n值等於或超過所有資料成員長度的時候，這個n值的大小將不產生任何效果。
三、試驗
我們通過一系列例子的詳細說明來證明這個規則吧!
我試驗用的編譯器包括gcc 3.4.2和vc6.0的c編譯器，平台為windows xp + sp2。
我們將用典型的struct對齊來說明。首先我們定義乙個struct：
#pragma pack(n) /* n = 1, 2, 4, 8, 16 */
struct test_t ;
#pragma pack(n)
首先我們首先確認在試驗平台上的各個型別的size，經驗證兩個編譯器的輸出均為：
sizeof(char) = 1
sizeof(short) = 2
sizeof(int) = 4
我們的試驗過程如下：通過#pragma pack(n)改變「對齊係數」，然後察看sizeof(struct test_t)的值。
1、1位元組對齊(#pragma pack(1))
輸出結果：sizeof(struct test_t) = 8 [兩個編譯器輸出一致]
分析過程：
1) 成員資料對齊
#pragma pack(1)
struct test_t ;
#pragma pack()
成員總大小=8
2) 整體對齊
整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 1) = 1
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 8 /* 8%1=0 */ [注1]
2、2位元組對齊(#pragma pack(2))
輸出結果：sizeof(struct test_t) = 10 [兩個編譯器輸出一致]
分析過程：
1) 成員資料對齊
#pragma pack(2)
struct test_t ;
#pragma pack()
成員總大小=9
2) 整體對齊
整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 2) = 2
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 10 /* 10%2=0 */
3、4位元組對齊(#pragma pack(4))
輸出結果：sizeof(struct test_t) = 12 [兩個編譯器輸出一致]
分析過程：
1) 成員資料對齊
#pragma pack(4)
struct test_t ;
#pragma pack()
成員總大小=9
2) 整體對齊
整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 4) = 4
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 12 /* 12%4=0 */
4、8位元組對齊(#pragma pack(8))
輸出結果：sizeof(struct test_t) = 12 [兩個編譯器輸出一致]
分析過程：
1) 成員資料對齊
#pragma pack(8)
struct test_t ;
#pragma pack()
成員總大小=9
2) 整體對齊
整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 8) = 4
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 12 /* 12%4=0 */
5、16位元組對齊(#pragma pack(16))
輸出結果：sizeof(struct test_t) = 12 [兩個編譯器輸出一致]
分析過程：
1) 成員資料對齊
#pragma pack(16)
struct test_t ;
#pragma pack()
成員總大小=9
2) 整體對齊
整體對齊係數 = min((max(int,short,char), 16) = 4
整體大小(size)=$(成員總大小) 按 $(整體對齊係數) 圓整 = 12 /* 12%4=0 */
四、結論
8位元組和16位元組對齊試驗證明了「規則」的第3點：「當#pragma pack的n值等於或超過所有資料成員長度的時候，這個n值的大小將不產生任何效果」。另外記憶體對齊是個很複雜的東西，上面所說的在有些時候也可能不正確。呵呵^_^
[注1]
什麼是「圓整」？
舉例說明：如上面的8位元組對齊中的「整體對齊」，整體大小=9 按 4 圓整 = 12
圓整的過程：從9開始每次加一，看是否能被4整除，這裡9，10，11均不能被4整除，到12時可以，則圓整結束。
本文**：http://bbs.sdubc.net/forum.php?mod=viewthread&tid=250&highlight=%c4%da%b4%e6%b6%d4%c6%eb
分鐘搞定記憶體位元組對齊
寫出乙個struct,然後sizeof,你會不會經常對結果感到奇怪?sizeof的結果往往都比你宣告的變數總長度要大,這是怎麼回事呢?講講位元組對齊吧.分割線 如果體系結構是不對齊的，a中的成員將會乙個挨乙個儲存，從而sizeof a 為11。顯然對齊更浪費了空間。那麼為什麼要使用對齊呢？體系結構的...
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個人通俗理解 每個成員都是自私的，都佔據乙個對自己舒服的位置，和其他所有成員都是自己的同類的情況相同。寫出乙個struct,然後sizeof,你會不會經常對結果感到奇怪?sizeof的結果往往都比你宣告的變數總長度要大,這是怎麼回事呢?講講位元組對齊吧.分割線 如果體系結構是不對齊的，a中的成員將會...
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