二級C語言：typedefPACKEDstruct字節(jié)對齊詳解

　　一.什么是字節(jié)對齊,為什么要對齊?

　　現(xiàn)代計算機中內(nèi)存空間都是按照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類型變量的時候經(jīng)常在特 定的內(nèi)存地址訪問，這就需要各種類型數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則在空間上排列，而不是順序的一個接一個的排放，這就是對齊。

　　對齊的作用和原因：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(shù)據(jù)只能從某些特定地址開始存取。比如有些架構(gòu)的CPU在訪問一個沒有進(jìn)行對齊的變量的時候會發(fā)生錯誤,那么在這種架構(gòu)下編程必須保證字節(jié)對齊.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要求對數(shù)據(jù)存放進(jìn)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，如果一個int型(假設(shè)為32位系統(tǒng))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這32bit，而如果存放在奇地址開始的地方，就需要2個讀周期，并對兩次讀出的結(jié)果的高低字節(jié)進(jìn)行拼湊才能得到該32bit數(shù)據(jù)。顯然在讀取效率上下降很多。

　　二.字節(jié)對齊對程序的影響:

　　先讓我們看幾個例子吧(32bit,x86環(huán)境,gcc編譯器):

　　設(shè)結(jié)構(gòu)體如下定義：

　　struct A

　　{

　　int a;

　　char b;

　　short c;

　　};

　　struct B

　　{

　　char b;

　　int a;

　　short c;

　　};

　　現(xiàn)在已知32位機器上各種數(shù)據(jù)類型的長度如下:

　　char:1(有符號無符號同)

　　short:2(有符號無符號同)

　　int:4(有符號無符號同)

　　long:4(有符號無符號同)

　　float:4 double:8

　　那么上面兩個結(jié)構(gòu)大小如何呢?

　　結(jié)果是:

　　sizeof(strcut A)值為8

　　sizeof(struct B)的值卻是12

　　結(jié)構(gòu)體A中包含了4字節(jié)長度的int一個，1字節(jié)長度的char一個和2字節(jié)長度的short型數(shù)據(jù)一個,B也一樣;按理說A,B大小應(yīng)該都是7字節(jié)。

　　之所以出現(xiàn)上面的結(jié)果是因為編譯器要對數(shù)據(jù)成員在空間上進(jìn)行對齊。上面是按照編譯器的默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行對齊的結(jié)果,那么我們是不是可以改變編譯器的這種默認(rèn)對齊設(shè)置呢,當(dāng)然可以.例如:

　　#pragma pack (2) /*指定按2字節(jié)對齊*/

　　struct C

　　{

　　char b;

　　int a;

　　short c;

　　};

　　#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復(fù)缺省對齊*/

　　sizeof(struct C)值是8。

　　修改對齊值為1：

　　#pragma pack (1) /*指定按1字節(jié)對齊*/

　　struct D

　　{

　　char b;

　　int a;

　　short c;

　　};

　　#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復(fù)缺省對齊*/

　　sizeof(struct D)值為7。

　　后面我們再講解#pragma pack()的作用.