一、快速理解
1、什麼是位元組對齊？
在c語言中，結構是一種復合資料型別，其構成元素既可以是基本資料型別（如int、long、float等）的變數，也可以是一些復合資料型別（如陣列、結構、聯合等）的資料單元。在結構中，編譯器為結構中的每個成員按其自然邊界（alignment）分配空間。各個成員按照它們被宣告的順序在記憶體中順序儲存，第乙個成員的位址和整個結構的位址相同。
為了使cpu能夠對變數進行快速的訪問，變數的起始位址應該具有某些特性，即所謂的「對齊」，比如4位元組的int型，其起始位址應該位於4位元組的邊界上，即起始位址能夠被4整除。
2、位元組對齊有什麼作用？
位元組對齊的作用不僅是便於cpu的快速訪問，同時合理的利用位元組對齊可以有效地節省儲存空間。
對於32位機來說，4位元組對齊能夠使cpu訪問速度提高，比如說乙個long型別的變數，如果跨越了4位元組邊界儲存，那麼cpu要讀取兩次，這樣效率就低了。但是在32位機中使用1位元組或者2位元組對齊，反而會使變數訪問速度降低。所以這要考慮處理器型別，另外還得考慮編譯器的型別。在vc中預設是4位元組對齊的，gnu gcc也是預設4位元組對齊。
3、更改c編譯器的預設位元組對齊方式
在預設的情況下，c編譯器為每乙個變數或是資料單元按其自然對齊條件分配空間。一般地，可以通過下面的方法改變預設的對齊條件：
（1）使用偽指令#pragma pack(n)，c編譯器將按照n個位元組對齊；
（2）使用偽指令#pragma pack()，取消自定義位元組對齊方式；
二、位元組對齊對程式的影響
先讓我們看看幾個例子吧（32位，x86環境，gcc編譯器）：
設結構體如下定義：
struct a
;struct b
;現在已知32位機器上各種資料型別的長度如下：
char: 1（有符號無符號同）
short：2（有符號無符號同）
int：4（有符號無符號同）
long：4（有符號無符號同）
float：4 double：8
那麼上面的兩個結構體大小如何呢？
結果是：
sizeof(struct a) = 8
sizeof(struct b) = 12
結構體a中包含了4個位元組長度的int乙個，1位元組長度的char乙個核2位元組長度的short型資料乙個，b也一樣；按理說，a、b大小應該是相同的，都是7個位元組。
之所以出現上面的結果是因為編譯器要對資料成員在空間上進行對齊。上面是按照編譯器的預設設定進行對齊的結果，那麼我們是不是可以改變編譯器的這種預設設定呢？當然可以，例如：
#pragma pack(2) //指定按2位元組對齊
struct c
;#pragma pack() //取消指定對齊，恢復預設對齊
sizeof(struct c) = 8
修改對齊方式為1：
#pragma pack(1) //指定按1位元組對齊
struct d
;#pragma pack() //取消指定對齊，恢復預設對齊
sizeof(struct d) = 7
後面在介紹#pragma pack()的作用。
三、編譯器是按照什麼樣的原則進行對齊的
先看四個重要的基本概念：
（1）資料型別自身對齊值
對於char型資料，其自身對齊值為1，對於short型為2，對於int、float、double型別，其自身對齊值為4，單位位元組。
（2）結構體或者類的自身對齊值
其成員中自身對齊值最大的那個值。
（3）指定對齊值
#pragma pack(value)時的指定對齊值value。
（4）資料成員、結構體和類的有效對齊值：自身對齊值和指定對齊值中小的那個值。
有了這些值，我們可以很方便的來討論具體資料結構的成員和其自身的對齊方式。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列的。第乙個資料變數的起始位址就是資料結構的其實位址。結構體的成員變數要對齊排列，結構體本身也要根據自身的有效對齊值圓整（就是結構體成員變數占用總長度需要是對結構體有效位址值的整數倍，結合下面例子理解）。這樣就不難理解上面幾個例子的值了。
例子分析，以b為例。
struct b
;假設b從位址空間0x0000開始排放。該例子中沒有定義指定對齊值，在筆者環境下，該值預設為4。第乙個成員變數b的自身對齊值是1，比指定或者預設指定對齊值4小，所以其有效對齊值為1，所以其存放位址0x0000符合0x0000%1=0。第二個成員變數a，其自身對齊值為4，所以有效對齊值也為4，所以只能存放在起始位址為0x0004到0x0007這四個連續的位元組空間中，複核0x0004%4=0,且緊靠第乙個變數。第三個變數c,自身對齊值為2，所以有效對齊值也是2，可以存放在0x0008到0x0009這兩個位元組空間中，符合0x0008%2=0。所以從0x0000到0x0009存放的都是b內容。再看資料結構b的自身對齊值為其變數中最大對齊值(這裡是b）所以就是4，所以結構體的有效對齊值也是4。根據結構體圓整的要求，0x0009到0x0000=10位元組，（10＋2）％4＝0。所以0x0000a到0x000b也為結構體b所占用。故b從0x0000到0x000b共有12個位元組,sizeof(struct b)=12；其實如果就這乙個就來說它已將滿足位元組對齊了,因為它的起始位址是0，因此肯定是對齊的,之所以在後面補充2個位元組，是因為編譯器為了實現結構陣列的訪問效率，試想如果我們定義了乙個結構b的陣列,那麼第乙個結構起始位址是0沒有問題，但是第二個結構呢?按照陣列的定義,陣列中所有元素都是緊挨著的，如果我們不把結構的大小補充為4的整數倍,那麼下乙個結構的起始位址將是0x0000a，這顯然不能滿足結構的位址對齊了，因此我們要把結構補充成有效對齊大小的整數倍。其實諸如：對於char型資料，其自身對齊值為1，對於short型為2，對於int,float,double型別，其自身對齊值為4，這些已有型別的自身對齊值也是基於陣列考慮的，只是因為這些型別的長度已知了，所以他們的自身對齊值也就已知了。
同理，分析上面例子c。
#pragma pack (2) /*指定按2位元組對齊*/
struct c
;#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復預設對齊*/
第乙個變數b的自身對齊值為1，指定對齊值為2，所以，其有效對齊值為1，假設c從0x0000開始，那麼b存放在0x0000，符合0x0000%1=0；第二個變數，自身對齊值為4，指定對齊值為2，所以有效對齊值為2，所以順序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四個連續位元組中，符合0x0002%2=0。第三個變數c的自身對齊值為2，所以有效對齊值為2，順序存放在0x0006、0x0007中，符合0x0006%2=0。所以從0x0000到0x00007共八字節存放的是c的變數。又c的自身對齊值為4，所以c的有效對齊值為2。又8%2=0，c只占用0x0000到0x0007的八個位元組。所以sizeof(struct c)=8。
四、如何修改編譯器的預設對齊值
（1）在vc ide中，可以修改：【project】->【setting】，c/c++選項卡category的code generation選項的struct member alignment中修改，預設是8位元組；
（2）在編碼時，可以這樣動態修改：#pragma pack。注意：是pragma而不是progma。
五、針對位元組對齊，我們在程式設計中如何考慮
如果在程式設計的時候要考慮節約空間的話，那麼我們只需要假定結構的首位址是0，然後各個變數按照上面的原則進行排列即可，基本的原則就是把結構中的變數按照型別大小從小到大宣告,儘量減少中間的填補空間。還有一種就是為了以空間換取時間的效率,我們顯示的進行填補空間進行對齊。比如：有一種使用空間換時間做法是顯式的插入reserved成員：
struct a
;reversed成員對我們程式沒有什麼意義，它只是起到填補空間以達到位元組對齊的目的，當然即使不加這個成員，通常編譯器也會給我們自動填補對齊，我們自己加上它只是起到顯式的提醒作用。
六、位元組對齊可能帶來的隱患
**中關於對齊的隱患，很多是隱式的。比如在強制型別轉換的時候。例如：
unsigned int i = 0x12345678;
unsigned char *p=null;
unsigned short *p1=null;
p=&i;
*p=0x00;
p1=(unsigned short *)(p+1);
*p1=0x0000;
最後兩句**，從奇數邊界去訪問unsignedshort型變數，顯然不符合對齊的規定。
在x86上，類似的操作只會影響效率，但是在mips或者sparc上，可能就是乙個error，因為它們要求必須位元組對齊。
七、如何查詢與位元組對齊方面的問題
如果出現對齊或者賦值問題，首先檢視：
（1）編譯器的big/little端設定；
（2）看這種體系本身是否支援對齊訪問；
（3）如果支援，看設定了對齊與否；如果沒有，則看訪問時需要加某些特殊的修飾來標誌其特殊訪問操作；
八、引用
blog.csdn.net/xuegao007/article/details/1708349
位元組對齊系列1
一.什麼是位元組對齊,為什麼要對齊 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。對齊的作...
位元組順序 位元組對齊
一.位元組順序的產生 在計算機中，資料是以位元組為單位存放的，而c語言中只有char才是乙個位元組，其他如int,float都是大於乙個位元組，所以就存在將資料按怎樣的順序存放的問題。一般有大端序和小端序兩種方式，特殊的還有混合序，也就是兩種存放方式同時存在於乙個計算機系統中。上面講的都是主機位元組...
位元組順序 位元組對齊
一.位元組順序的產生 在計算機中，資料是以位元組為單位存放的，而c語言中只有char才是乙個位元組，其他如int,float都是大於乙個位元組，所以就存在將資料按怎樣的順序存放的問題。一般有大端序和小端序兩種方式，特殊的還有混合序，也就是兩種存放方式同時存在於乙個計算機系統中。上面講的都是主機位元組...