在面試或工作中，經(jīng)常會(huì)遇到內(nèi)存對齊的問題。這里結(jié)合我的理解談一談對內(nèi)存對齊的理解。

1. 為什么要內(nèi)存對齊，不對齊會(huì)怎么樣？

內(nèi)存中存放數(shù)據(jù)是為了給CPU使用，CPU訪問內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)受到地址總線寬度的限制，也就是一次能從內(nèi)存中拿多少數(shù)據(jù)到CPU（這里我們忽略CPU高速緩存）。而且，CPU從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)時(shí)起始地址必須是地址總線寬度的倍數(shù)（我們用的intel CPU能處理不對齊的情況，某些CPU不能處理，即遇到不對齊程序會(huì)崩潰...）。

例如：CPU地址總線是64位（bit，8字節(jié)），當(dāng)一個(gè)int（4字節(jié)）存儲(chǔ)到地址： 0x06 時(shí)，CPU如何獲取這個(gè)int值？

第一步：讀取0x00~0x08 8個(gè)字節(jié)，然后保存后兩個(gè)字節(jié)到 int 的前兩個(gè)字節(jié)。

第二步：讀取0x08~0x0F 8個(gè)字節(jié)，然后保存前兩個(gè)字節(jié)到int的后兩個(gè)字節(jié)。

圖1-內(nèi)存訪問

上面的例子可以看到，從內(nèi)存中讀取一個(gè)int到CPU中需要從內(nèi)存中讀取兩次。這樣大大降低了執(zhí)行的效率，如何提升性能？ 答案就是內(nèi)存對齊！

2. 內(nèi)存對齊的單位是什么？

通過上面的分析，知道內(nèi)存對齊的目的是為了讓CPU能一次獲取到數(shù)據(jù)，從而提升性能。學(xué)過匯編會(huì)了解，CPU只能使用基本類型，char, short, int, long, float, double 等，不能使用數(shù)組或結(jié)構(gòu)體等復(fù)合類型（匯編中并沒有一個(gè)指令能直接存取一個(gè)struct或數(shù)組）。所以：內(nèi)存對齊的單位是基本類型，目標(biāo)是讓CPU能一次獲取到基本類型的值。

3. 如何進(jìn)行內(nèi)存對齊？

通過上面的介紹，我們可以得出：

a. 內(nèi)存對齊是指，變量地址的對齊，而不是變量大小的對齊。變量地址的對齊是指變量地址 對 變量大小求模為0。

b. 結(jié)構(gòu)體中每一個(gè)成員都要求是內(nèi)存對齊的。

c. 結(jié)構(gòu)體中的數(shù)組，按數(shù)組的類型對齊。

4. 如何計(jì)算內(nèi)存對齊

分析內(nèi)存對齊，只需要記住上一個(gè)小節(jié)中：變量地址的對齊是指變量地址 對 變量大小求模為0。數(shù)組以數(shù)組本身的類型來計(jì)算，例如：char c[5] 按 char 類型大小計(jì)算對齊，double d[22] 按 double 類型大小計(jì)算對齊。

圖2-示例程序

圖3-運(yùn)行結(jié)果

通過這個(gè)示例，仔細(xì)想想，內(nèi)存對齊就很簡單了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c++ int 转 short_C/C++结构体内存对齐的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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