1.?什么是對齊？

現代計算機中內存空間都是按照字節(byte)劃分的，從理論上講似乎對任何類型的變量的訪問可以從任何地址開始，但實際情況是在訪問特定變量的時候經常在特定的內存地址訪問，這就需要各類型數據按照一定的規則在空間上排列，而不是順序地一個接一個地排放，這就是對齊。

2.?計算機為什么要對齊？

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，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的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，一個int型(假設為 32位)如果存放在偶地址開始的地方，那么一個讀周期就可以讀出，而如果存放在奇地址開始的地方，就可能會需要2個讀周期，并對兩次讀出的結果的高低字節進行拼湊才能得到該int數據，顯然在讀取效率上下降很多。這也是空間和時間的博弈。在網絡程序中，掌握這個概念可是很重要的：如果在不同平臺之間(比如在Windows 和Linux之間)傳遞2進制流(比如結構體)，那么在這兩個平臺間必須要定義相同的對齊方式，不然莫名其妙地出了一些錯，可是很難排查的。

3. 一個對齊的例子

通常，我們寫程序的時候，不需要考慮對齊問題，編譯器會替我們選擇適合目標平臺的對齊策略。當然，我們也可以通知給編譯器傳遞預編譯指令而改變對指定數據的對齊方法，比如寫入預編譯指令#pragma pack(2)，即告訴編譯器按兩字節對齊。

但是，正因為我們一般不需要關心這個問題，所以，如果編輯器對數據存放做了對齊，而我們不了解的話，常常會對一些問題感到迷惑。最常見的就是struct數據結構的sizeof結果，比如以下程序：

#include

voidmain(){structA{chara;shortb;intc;

};

printf("size of struct A = %d \n", sizeof(structA) );

}

輸出結果為：8字節。

如果我們將結構體中的變量聲明位置稍加改動(并不改變變量本身)，請再看以下程序：

#include

voidmain(){structA{shortb;intc;chara;

};

printf("size of struct A = %d \n", sizeof(structA) );

}

輸出結果為：12字節。

問題出來了，他們都是同一個結構體，為什么占用的內存大小不同呢？為此，我們需要對對齊算法有所了解。

4.?對齊算法

由于各個平臺和編譯器的不同，現以32位，vc++6.0系統為例，來討論編譯器對struct數據結構中的各成員如何進行對齊的。

首先，我們給出四個概念：

1)數據類型自身的對齊值：就是基本數據類型的自身對齊值，比如char類型的自身對齊值為1字節，int類型的自身對齊值為4字節。

2)指定對齊值：預編譯命令#pragma pack (value)指定的對齊值value。

3)結構體或者類的自身對齊值：其成員中自身對齊值最大的那個值，比如以上的struct A的對齊值為4。

4)數據成員、結構體和類的有效對齊值：自身對齊值和指定對齊值中較小的那個值。

設結構體如下定義：

structA{chara;shortb;intc;

};

a是char型數據，占用1字節內存；short型數據，占用2字節內存；int型數據，占用4字節內存。因此，結構體A的自身對齊值為4。于是，a和b要組成4個字節，以便與c的4個字節對齊。而a只有1個字節，a與b之間便空了一個字節。我們知道，結構體類型數據是按順序存儲結構一個接一個向后排列的，于是其存儲方式為：

其中空白方格無數據，是浪費的內存空間，共占用8字節內存。

實際上，為了更加明顯地表示“對齊”，我們可以將以上結構想象為以下的行排列：

對于另一個結構體定義：

structA{shortb;intc;chara;

};

其內存存儲方式為：

同樣把它想象成行排列：

可見，浪費的空間更多。

其實，除了結構體之外，整個程序在給每個變量進行內存分配時都會遵循對齊機制，也都會產生內存空間的浪費。但我們要知道，這種浪費是值得的，因為它換來的是效率的提高。

以上分析都是建立在程序默認的對齊值基礎之上的，我們可以通過添加預定義命令#pragma pack(value)來對對齊值進行自定義，比如#pragma pack(1)，對齊值變為1，此時內存緊湊，不會出現內存浪費，但效率降低了。效率之所以降低，是因為：如果存在更大字節數的變量時(比1大)，比如int類型，需要進行多次讀周期才能將一個int數據拼湊起來。

參考資料：

[1]?http://blog.sina.com.cn/s/blog_715de2f50100pgs3.html

[2]?http://baike.baidu.com/view/1523557.htm?fr=aladdin

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java字节对齐 32 64_【C语言】字节对齐问题（以32位系统为例）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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