對於c/c++程式設計師來說，掌握資料對齊是很有必要的，因為只有了解了這個概念，才能知道編譯器在什麼時候會偷偷的塞入一些位元組（padding）到我們的結構體（struct/class），也唯有這樣我們才能更好的理解、優化結構體和記憶體。
看看幾個簡單的stwww.cppcns.comruct，能猜出他們的size嗎？（執行於64bit win10 vs2017）
struct a
;struct b
;struct c
;struct d
;struct e
;int main()
先揭曉答案
如果對任何乙個結構體的大小有疑問，那麼這篇文章非常適合你，請接著往下看，我們會解釋資料對齊。
處理器讀取資料的行為
在c/c++中，每種資料型別都有對齊的要求（這個更多是處理器的要求而非語言層面），大家都知道，處理器工作的時候需要資料匯流排（data bus）、控制匯流排（control bus）和位址匯流排（address bus）一起配合工作。而在資料匯流排取資料的時候，處理器為了高效的工作，一次會取4byte或者8byte資料（依系統32bit或者64bit而不同），這就是所謂資料字長（word size）。同時在讀取記憶體的時候，也會從4byte或者8byte邊界開始讀取，這是處理器行為，我們只能尊重不能改變。考慮下面的例子，
struct f
;#include
int main()
它的起始位址輸出是：
0x000000fe8bcffb88
所以在記憶體中可能的排列就是：
zzmjv
讀取資料的時候，每次讀入8btye，8個位元組為乙個讀取單元，就像蒸籠的一格，這樣做的好處是每次可以盡可能多的讀入資料，減少讀取次數。設想，如果一次唯讀入乙個位元組資料，那麼乙個int就需要4次讀取，明顯效率就很低。
編譯器的做法
如果沒有對齊
了解了處理器如何讀取資料的，我們就不難理解編譯器為什麼會做出調整。試想，如果編譯器不在後台做出填充（padding），那麼我們就會遇到這種情況
像這樣的話，訪問i1, c1 都不會有問題，但是訪問i2就會發現，資料散落在不同的蒸籠，原本只需要一次讀取就行的資料，還需要一次額外的資料讀取才行，這就造成了讀取資料的低效，在某些嚴格的cpu，比如arm上面，這種非對齊的資料讀操作甚至會被拒絕。
編譯器對齊
所以，為了讓資料讀取效率最大化，編譯器會選擇犧牲一部分空間來換取效率，他們不會允許i2橫跨兩個讀取單元。在實際中，上面的結構體會是這樣的
可以看出，
所以，在編譯器的作用下，最開始幾個struct實際上擴充套件為，
struct a
;struct b
;struct c
;struct d
;struct e
;對齊的目的是要讓資料訪問更高效，一般來說，資料型別的對齊要求和它的長度是一致的，比如，
這不是巧合，比如short，2對齊保證了short只可能出現在乙個讀取單元的0, 2, 4, 6格，而不會出現在1, 3, 5, 7格；再比如int，4對齊保證了乙個讀取單元可以裝載2個int——在0或者4格。從根本上杜絕了同乙個資料橫跨讀取單元的問題。
可能有人會疑惑了，知道這些對我們工作有什麼幫助嗎？如果僅僅是比較high-level的應用程式程式設計，可能確實感覺不明顯，最多就當成乙個知識點了解一下，但是對於搞比較底層開發的，比如遊戲引擎，或者是在記憶體環境很緊張的情況下開發，比如嵌入式開發，那了解這個有助於在某些情況下節約記憶體。
考慮前面的d和e結構體，他們擁有完全一樣的成員，卻有著不同的結構體大小，就是因為e選擇把對齊要求接近的變數型別放在一起，減小了填充padding的數量從而達到了減小結構體大小的目的。
在設計結構體的時候，這個可以zzmjv作為乙個考量，有一些函式可以幫助我們檢視某個型別的對齊要求，比如visual studio中的__alignof函式。
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