C# · 12月 20, 2021

C/C++ 内存对齐

为什么要内存对齐

1.平台原因(移植原因):不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。 

2.性能原因:数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要一次访问。

2. 如何内存对齐

首先知道相关概念:偏移地址,对齐参数,常见数据类型大小。

偏移地址:

内存寻址公式

32位系统

物理地址(就是数据存储的实际地址)=32位的段基地址+32位的偏移量

8086

物理地址(就是数据存储的实际地址)=16位的段基地址*16+16位的偏移量

对齐参数:

在windows中,VS编译器下,默认对齐数为8; 

在Linux中,默认对齐数为4 

设置对齐参数可在结构体struct之前加上#pragma pack(对齐数),在struct之后加上#pragma pack;便可以设置对齐参数。 

#pragma pack(4)

struct A

{

int a;

char b;

double c;

char d;

};

#pragma pack;

数据类型大小:

在windows系统32位平台上: 

int占4个字节 

char占1个字节 

float占4个字节 

double占8个字节 

图参考自https://blog.csdn.net/dai_wen/article/details/78304568

方法:

a、从零偏移处开始,按字节大小计算,判断此偏移地址是否为该成员变量和对齐参数两者之间的最小值,即min(对齐参数,sizeof()成员); 

b、若是,则从此处开始占用内存,大小为该类型所占字节数值,若不是,则内存向后偏移到最小值整数倍处,再开始占用空间。 

c、按a、b、两步骤算出结构体实际所占内存时,为了方便后面类型的存储,再向后偏移一位,然后判断该地址是否是默认对齐数与该结构体中最大类型所占字节数的最小值 ,即:min(默认对齐参数,类型最大字节数)的整数倍,若是,则当前偏移地址的字节数便是结构体大小,若不是,继续向后偏移,直至为最小值整数倍为止。