字节对齐--结构体数据类型的存储

研究问题：

1. 什么是字节对齐？
2. 为什么要字节对齐？
3. 怎样字节对齐？

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要点：

• 一个变量占用 n 个字节，则该变量的起始地址必须能够被 n 整除，即: 每个变量的起始存放地址 % n = 0，
  　　对于结构体，这个 n 取其成员种的数据类型占空间的值最大的那个。

  　　即：A1存储地址addr1%A1对齐值=0，A2按顺序后延，如果下一个地址addr2%A2!=0就补空，后移存储地址addr3。若addr3%A2!=0，继续后移。
  　　同时，每个内存块为最大的对齐值N,不满的要补空。

• 内存空间是按照字节来划分的，从理论上说对内存空间的访问可以从任何地址开始，但是在实际上不同架构的CPU为了提高访问内存的速度，就规定了对于某些类型的数据只能从特定的起始位置开始访问。这样就决定了各种数据类型只能按照相应的规则在内存空间中存放，而不能一个接一个的顺序排列。

  　　举个例子，比如有些平台访问内存地址都从偶数地址开始，对于一个int型(假设32位系统)，如果从偶数地址开始的地方存放，这样一个读周期就可以读出这个int数据，但是如果从奇数地址开始的地址存放，就需要两个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到这个int数据，这样明显降低了读取的效率。

• 每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(不指定则取默认值)中较小的一个对齐，并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节。
  　　这个规则有点苦涩，可以把这个规则分解一下，前半句的意思先获得对齐值后与指定对齐值进行比较,其中对齐值获得方式如下：
  　1. 数据类型的自身对齐值为：对于char型数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int, long, float类型，其自身对齐值为4，对于 double 类型其自身对齐值为8，单位为字节。
  　2.结构体自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。
  其中指定对齐值获得方式如下：

#pragma pack (value)时的指定对齐值value。

　　未指定则取默认值。
　　后半句的意思是主要是针对于结构体的长度而言，对于结构体，它可能使用了多种数据类型，那么这句话翻译成对齐规则： 每个成员的起始地址 % 自身对齐值 = 0，如果不等于 0 则地址后移直到符合规则，前面的补空达到对齐值。
　　换句话说，对于结构体而言，结构体在在内存的存放顺序用如下规则即可映射出来：
　(一)单独的每个成员的起始地址 % 每个成员的自身对齐值 = 0，如果不等于 0 就后移，前面补空使得每个成员内存块为结构体中最大的对齐值。
　(二)结构体的长度必须为结构体的自身对齐值的整数倍,不够就补空字节。

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截图展示区：

1. 32位编译器下：
   举例：

typedef struct 
{
 char aa;
 short ab;
 char ac;
 long ad;
}A;

　　sizeof(A) 结果为： 12 内存位置为: ＄＊＄＄　＄＊＊＊　＄＄＄＄ 注意：每个成员首地址必须为自身对齐值的整数倍。
2.

typedef struct 
{
 long ba;
 short bb;
 long bc;
 char bd;
 short be;
}B;

sizeof(B)结果为：16 内存位置为：＄＄＄＄　＄＄＊＊　＄＄＄＄　＄＊＄＄
3.

typedef struct 
{
 char ca;
 char cb;
 short cc;
 char cd;
 short ce;
 A cf; 
 char cg;
 short ch;
 long ci;
}C;

sizeof(C)结果为：28 内存位置为：＄＄＄＄　＄＊＄＄　＄＊＄＄　＄＊＊＊＊　＄＄＄＄　＄＊＄＄　＄＄＄＄
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