什么是字节对齐

首先给大家看段对话：

老师：小明，请读一下这本书标题。
小明：《程序员的脱发秘籍》
老师：那请说下当中的第三个字是什么？
小明：“员”
老师：那第17笔是哪个字？
小明：？？好吧，我数下。。。是“序”
老师：很好，速度再快点，请问第26笔所在的字与第38笔所在字谁的拼音多？
小明：老师，您对我有意见直说！
……

通过上面的对话咱们可以很明确的感受到，咱们在进行阅读时都是一个字一个的读，而非一笔一笔的读，这个道理放在计算机当中也一样：**计算机并非逐字节大小读写内存，而是以2,4,或8的倍数的字节块来读写内存。**如此一来就会对基本数据类型的合法地址作出一些限制，那么就要求各种数据类型按照一定的规则在空间上排列，这就是对齐。

为什么这么设计

那为什么要这样设计呢？一方面是因为我们的计算机硬件就是这么设计的，也就是说CPU在访问存储器的时候只能在某些地址处获取某些特定类型的数据。另一方面，因为CPU读取数据的时候不是一个一个读的，而是几个几个读的。如果数据不按照一定的规则存储的话，会降低读取速度，从而影响计算效率，如同老师问的第二个问题“第17笔是哪个字？”正常人都没办法一下子说出来。

概念与规则

对齐值

基本数据类型自身的对齐值为其数据类型所占的内存字节大小，如：int为4。
结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。
指定对齐值：#pragma pack (value)时的指定对齐值value。
数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。

对齐规则

结构体中，每个成员存储的起始地址必须是该成员(成员可能是结构体，注意对齐值)的对齐值的整数倍。
在结构体的总大小必须是其中最大的基本数据类型的对齐值,不足的在后面补足。

结构体举例

下面展示一些结构体对齐情况供大家参考（代码后图片为此代码各数据所占字节）
结构体字节对齐情况：

 struct Person//共占用16字节
{int number;//int占4字节 占用的地址：0~3char sex;//char占1字节 占用的地址：4  对齐空出地址4~7double money;//double占8字节 占用的地址：``8~15
};

将结构体内数据类型顺序调换后：

struct Person//共占用24字节
{char sex;//char占1字节 占用的地址：0  因下一个类型需占用8字节故对齐空出地址0~7double money;//double占8字节 占用的地址：8~15int number;//int占4字节 占用的地址：16~19  对齐空出地址20~23
};

指定对齐值后：

#pragma pack(4)//指定对齐值为4
struct Person//共占用16字节
{char sex;//char占1字节 占用的地址：0  因指定对齐值为4字节，故对齐空出地址0~7double money;//double占8字节 占用的地址：4~11int number;//int占4字节 占用的地址：11~15
};

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