C 記憶體對齊

一、為什麼會有記憶體對齊?

字，雙字，和四字在自然邊界上不需要在記憶體中對齊。（對字，雙字，和四字來說，自然邊界分別是偶數字址，可以被4整除的位址，和可以被8整除的位址。）

無論如何，為了提高程式的效能，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；然而，對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問。

乙個字或雙字運算元跨越了4位元組邊界，或者乙個四字運算元跨越了8位元組邊界，被認為是未對齊的，從而需要兩次匯流排週期來訪問記憶體。乙個字起始位址是奇數但卻沒有跨越字邊界被認為是對齊的，能夠在乙個匯流排週期中被訪問。

某些操作雙四字的指令需要記憶體運算元在自然邊界上對齊。如果運算元沒有對齊，這些指令將會產生乙個通用保護異常。雙四字的自然邊界是能夠被16整除的位址。其他的操作雙四字的指令允許未對齊的訪問（不會產生通用保護異常），然而，需要額外的記憶體匯流排週期來訪問記憶體中未對齊的資料。

簡而言之，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、c++記憶體對齊規則

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」。

對齊規則：

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。

4.各成員變數存放的起始位址相對於結構的起始位址的偏移量必須為該變數的型別所占用的位元組數的倍數。

5.各成員變數在存放的時候根據在結構中出現的順序依次申請空間，同時按照上面的對齊方式調整位置，空缺的位元組自動填充。

6.同時為了確保結構的大小為結構的位元組邊界數(即該結構中占用最大空間的型別所占用的位元組數)的倍數，所以在為最後乙個成員變數申請空間後，還會根據需要自動填充空缺的位元組。

（此兩點最為重要）

#include using namespace std;
class x1
};class x2
};class x3
};int main()

圖中類物件x1,x2,x3的位址分別為0x12ff5c,0x12ff48,0x12ff38: