字節對齊

一、概念  
   對齊跟數據在內存中的位置有關。如果一個變量的內存地址正好位於它長度的整數倍,他就被稱做自然對齊。比如在32位cpu下,假設一個整型變量的地址爲0x00000004,那它就是自然對齊的。

舉例說明:

1.

struct A
{
	char a;//1+3
	int b;//4
};

如圖所示: 

 2.

struct B 
{
    char b;//1+3
    int a;//4
    short c;//2+2
};

  • 1. 什麼是字節對齊?

在C語言中,結構是一種複合數據類型,其構成元素既可以是基本數據類型(如int、long、float等)的變量,也可以是一些複合數據類型(如數組、結構、聯合等)的數據單元。在結構中,編譯器爲結構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聲明的順序在內存中順序存儲,第一個成員的地址和整個結構的地址相同。

爲了使CPU能夠對變量進行快速的訪問,變量的起始地址應該具有某些特性,即所謂的”對齊”. 比如4字節的int型,其起始地址應該位於4字節的邊界上,即起始地址能夠被4整除.

  • 2. 字節對齊有什麼作用?

字節對齊的作用不僅是便於cpu快速訪問,同時合理的利用字節對齊可以有效地節省存儲空間。

對於32位機來說,4字節對齊能夠使cpu訪問速度提高,比如說一個long類型的變量,如果跨越了4字節邊界存儲,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字節或者2字節對齊,反而會使變量訪問速度降低。所以這要考慮處理器類型,另外還得考慮編譯器的類型。在vc中默認是4字節對齊的,GNU gcc 也是默認4字節對齊。

  • 3.對齊的作用和原因?

各個硬件平臺對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平臺對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。比如有些架構的CPU在訪問一個沒有進行對齊的變量的時候會發生錯誤,那麼在這種架構下編程必須保證字節對齊.其他平臺可能沒有這種情況,但是最常見的是如果不按照適合其平臺要求對數據存放進行對齊,會在存取效率上帶來損失。比如有些平臺每次讀都是從偶地址開始,如果一個int型(假設爲32位系統)如果存放在偶地址開始的地方,那麼一個讀週期就可以讀出這32bit,而如果存放在奇地址開始的地方,就需要2個讀週期,並對兩次讀出的結果的高低字節進行拼湊才能得到該32bit數據。顯然在讀取效率上下降很多。
 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章