C++内存对齐
c语言申请内存的函数 对齐
c语言申请内存的函数对齐C语言是一种广泛应用于系统编程和嵌入式开发的编程语言。
在C 语言中，内存管理是一个重要的概念，而申请内存的函数对齐则是其中的一个关键方面。
在C语言中，我们可以使用malloc函数来动态申请内存。
malloc 函数的原型如下：```cvoid* malloc(size_t size);```其中，size_t是一个无符号整数类型，表示要申请的内存大小（以字节为单位）。
malloc函数会在堆内存中分配一块指定大小的连续内存，并返回一个指向该内存块起始地址的指针。
然而，对齐是一个需要考虑的重要问题。
对齐是指内存分配时，数据在内存中的存放位置是否按照一定的规则进行对齐。
对齐的目的是提高内存访问的效率，特别是对于一些硬件平台而言。
在C语言中，对齐的规则是由编译器和硬件平台共同决定的。
通常情况下，编译器会根据数据类型的大小和硬件平台的要求来进行对齐。
对齐的方式可以是字节对齐、字对齐或者其他方式。
为了实现对齐，C语言提供了一个特殊的对齐属性——alignas。
alignas属性可以用来指定变量或结构体的对齐方式。
例如，我们可以使用alignas(4)来指定一个变量按照4字节对齐。
除了使用alignas属性外，C语言还提供了一些与对齐相关的函数和宏。
其中，最常用的是aligned_alloc函数和alignof宏。
aligned_alloc函数可以用来申请对齐的内存。
它的原型如下：```cvoid* aligned_alloc(size_t alignment, size_t size);```其中，alignment表示对齐的字节数，size表示要申请的内存大小。
aligned_alloc函数会在堆内存中分配一块对齐的内存，并返回一个指向该内存块起始地址的指针。
alignof宏可以用来获取指定类型的对齐方式。
它的用法如下：```calignof(type)```其中，type表示要获取对齐方式的类型。
C 语言中 地址对齐与数据对齐
------------------------------Editor: JaceLin-----------------Date: 2014.2.7--------------------------- C语言中的地址&数据对齐NOTE:在单片机开发中，不论是什么样的单片机，打开官方头文件都会发现，里面全是各种各样的结构体(struct)与宏定义(define)，但不论定义的字母多么长多么难懂，它们的最终映像都是一个16进制的地址。
对于一个单片机初学者来说，看到这些定义往往会很头痛，因为平时基本都是用别人的头文件，很少去写自己的单片机头文件。
前几天一直在写一个freescal K60单片机DMA程序，DMA就是‘直接对寄存器存取’，顾名思义，这个程序要涉及寄存器的操作（其实所有的单片机程序都是操作寄存器，只是定义了宏不直观而已）！DMA对于我来说第一次接触，中间就接触到了许多关于前面所说的官方给的struct与define，但是我感觉他们写的都很啰嗦过于繁琐，于是为了简化程序，我不得不弄清楚这些定义到底是什么意思。
我专门去网上找了很多关于这方面的资料，最后我得出结论，其实就是两个方面内容：地址对齐与数据对齐！下面就让我来解读这些难懂的struct & define.一、数据对齐（以下内容都以32bit x86/arm平台为例）在没有#progma pack(n)参数的情况下：例1：struct A{char a;char b;char c; }；Sixeof(struct A) =多少？分析：一个char 长度为1个字节，而内存单元为4个字节，以上struct A 占用内存如下图：所以：sizeof(struct A )=3例2：struct B {int a;char b;short c;};sizeof(strcut B)值是？分析：一个int长度为4个字节，一个char长度为1个字节，一个short长度为2个字节，而内存单元为4个字节，以上struct B 占用内存如下图：因此:sizeof(strcut B)=8例3：struct C {char b;int a;short c;};sizeof(struct C)的值是如图int a 从4的倍数地址开始，所以开始地址是4，因为结构整体对其系数为4，因此short c后的两个内存被占用，使大小为4的倍数。
c语言结构体中的数组字节对齐
C语言结构体中的数组字节对齐在C语言中，结构体是一种用户自定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起。
结构体中常常包含多个成员变量，其中可能有数组类型的成员变量。
在结构体中使用数组时，需要了解数组字节对齐的概念和规则，以确保内存的最佳利用和访问的效率。
什么是字节对齐字节对齐是指在将数据存储在计算机内存中时，按照特定规则进行调整，以确保数据的存储和访问的效率。
字节对齐的规则可以对齐数据的起始地址或者数据的长度。
计算机中的数据存储是按照字节(Byte)来划分的，一个字节通常由8个二进制位组成。
字节对齐的主要目的是为了节省内存和提高访问效率。
在C语言中，结构体中的成员变量通常按照字节对齐的规则来排列。
C语言结构体中的数组字节对齐规则在C语言中，结构体中的数组字节对齐规则通常遵循以下原则：1.结构体的起始地址必须是所有成员变量所要求对齐方式的最小公倍数。
2.结构体中的每个成员变量的地址必须是它本身的大小的整数倍。
3.结构体的总大小必须是其最大成员变量大小的整数倍。
根据字节对齐规则，如果结构体中的成员变量的累计大小不是字节对齐的倍数，编译器会在成员变量之间添加填充字节，以满足对齐要求。
这些填充字节在结构体的占用空间中不可访问。
填充字节的目的是将后续成员变量的地址对齐，以提高内存访问效率。
数组字节对齐的示例为了更好地理解数组字节对齐的规则，我们来看一个示例。
#include <stdio.h>struct MyStruct {char c;int i;char arr[3];};int main() {struct MyStruct s;printf("sizeof(MyStruct) = %lu\n", sizeof(struct MyStruct));printf("sizeof(s.c) = %lu\n", sizeof(s.c));printf("sizeof(s.i) = %lu\n", sizeof(s.i));printf("sizeof(s.arr) = %lu\n", sizeof(s.arr));return 0;}输出结果：sizeof(MyStruct) = 12sizeof(s.c) = 1sizeof(s.i) = 4sizeof(s.arr) = 3在这个示例中，我们定义了一个包含一个字符类型变量、一个整型变量和一个长度为3的字符数组的结构体MyStruct。
C++11新特性之字节对齐、多参数模版、placementnew
C++11新特性之字节对齐、多参数模版、placementnew1. 内存对齐#pragma pack(push, 1)struct A{char a;int b;double c;char d[11];};#pragma pack(pop)#pragma pack(push, 2)struct B{char a;int b;double c;char d[11];};#pragma pack(pop)void main(){cout << sizeof(A) << endl;cout << sizeof(B) << endl;} 上⾯的代码演⽰了采⽤#pragma pack()⽅法实现内存对其。
接下来介绍C++11中相关内存对其的⽅法。
1.1 alignas alignas指定内存对其⼤⼩，有时候我们希望不按照默认的内存对齐⽅式来对齐，这时我们可以⽤alignas来指定内存对齐。
在C++11中，只要是⼀个编译期数值（#define, static const, template）都⽀持alignas,另外需要注意alignas只能改⼤不能改⼩，如果要改⼩可以使⽤上⾯提到的#pragma pack(1)1.2 alignof和std::alignment_of alignof⽤来获取内存对齐⼤⼩，⽤法⽐较简单： A a; cout << alignof(a) << endl; alignof只能返回⼀个size_t,⽽std::alignment_of继承⾃std::integral_constant,拥有value_type,type,value成员 cout << std::alignment_of<A>::value << endl; >>>> 1 cout << std::alignment_of<B>::value << endl; >>>> 21.3 std::aligned_storage std::aligned_storage可以看成⼀个内存对其的缓冲区，原型如下： template<std::size_t Len, std::size_t Align = /*default-alignment*/> struct aligned_storage; Len表⽰所存储类型的sie,Align表⽰该类型的内存对齐⼤⼩1.4 max_align_t和std::align std::max_align_t⽤来返回当前平台的最⼤默认内存对齐类型，对于malloc返回的内存，其对齐和max_align_t类型的对齐⼤⼩应当是⼀致的。
c++结构体字节对齐 pack规则
在C语言中，结构体的字节对齐（pack规则）是指结构体成员变量在内存中的存储方式。
结构体成员变量的对齐方式会影响程序的性能和内存占用。
为了提高访问速度，编译器会根据一定的规则对结构体成员变量进行对齐。
在C语言中，可以使用`#pragma pack(n)`指令来设置结构体的字节对齐规则，其中n表示对齐的字节数。
例如：```c#include <stdio.h>#pragma pack(2) // 设置结构体成员变量按照2字节对齐typedef struct {char a;int b;short c;} MyStruct;int main() {MyStruct ms;printf("sizeof(MyStruct) = %lu", sizeof(ms)); // 输出结果为8，因为设置了2字节对齐，所以每个成员变量都会补齐1字节，最后总大小为8字节return 0;}```如果不使用`#pragma pack`指令，编译器会默认按照最大成员变量的字节数进行对齐。
例如：```c#include <stdio.h>typedef struct {char a;int b;short c;} MyStruct;int main() {MyStruct ms;printf("sizeof(MyStruct) = %lu", sizeof(ms)); // 输出结果可能为12，因为默认按照4字节对齐，所以每个成员变量都会补齐3字节，最后总大小为12字节return 0; }```。
02_32位和64位系统下int、char、long、double所占的内存以及内存字节对齐问题
02_32位和64位系统下int、char、long、double所占的内存以及内存字节对齐问题32位和64位系统下 int、char、long、double所占的内存以及内存字节对齐问题 8字节为上限C类型30位机器（字节）64位机器（字节）char11short22int44long int48long long88char *48float44double88#include<stdio.h>struct A{int a;char b;double c;char d;};struct B{char a;double b;char c;};int main(){printf("int =%lu,char=%lu,double=%lu\n",sizeof(int),sizeof(char),sizeof(double));printf("structA=%lu structB=%lu\n",sizeof(struct A),sizeof(struct B));return0;}//64位最多可以8位字节对齐（先4位，遇8位变8位对齐）//32位最多可以4位字节对齐//64位编译输出：int =4,char=1,double=8structA=24 structB=24// structA: 4+(1+3)+8+(1+7) = 24// structB: (1+7)+8+(1+7) = 24//未遇到8位数据类型时时4字节对齐，遇到8字节数据类型变为8字节对齐//32位编译输出：int =4,char=1,double=8structA=20 structB=16// struct A : 4+(1+3)+8+(1+3) = 20// struct B : (1+3)+8+(1+3) = 16//不管怎么样都只能是4字节对齐结构体字节对齐问题： 未进⾏特殊说明时，按照结构体中size最⼤成员对齐 当进⾏对应字节对齐说明后，按照说明要求字节对齐阿秀笔记： c++11以后引⼊两个关键字 alignas与 alignof。
内存对齐的技巧
内存对齐的技巧
内存对齐是一种优化技术，它可以提高数据在内存中的访问速度，减少内存访问的时间。
下面是一些内存对齐的技巧：
1. 使用对齐的数据类型：在定义结构体时，使用对齐的数据类型，例如使用32位机器上的32位整数，而不是16位整数。
2. 将大的数据类型放在前面：在定义结构体时，将大的数据类型放在前面，这样可以最大程度地减少内存碎片。
3. 使用字节对齐指令：一些编程语言和编译器提供了字节对齐的指令，可以在编译时对结构体进行字节对齐。
4. 使用特定的编译选项：在编译程序时，可以设置特定的编译选项，例如使用-malign-double选项来告诉编译器以双字对齐浮点数。
5. 避免结构体的嵌套：结构体的嵌套会增加内存的存取时间，可以尽量避免结构体的嵌套使用。
6. 了解特定平台的对齐规则：不同的平台有不同的对齐规则，了解特定平台的对齐规则可以帮助进行更好的内存对齐。
这些技巧可以帮助程序员优化内存对齐，提高程序的性能和执行效率。
c语言内存对齐系数
c语言内存对齐系数C语言内存对齐系数在C语言中，内存对齐是指将结构体或联合体的成员按照一定的规则进行排列，以便于提高程序的运行效率。
内存对齐系数是用来描述对齐规则的一个参数，它决定了结构体或联合体成员在内存中的对齐方式。
1. 什么是内存对齐系数内存对齐系数是一个整数，表示结构体或联合体成员在内存中的对齐方式。
通常情况下，内存对齐系数是编译器根据目标平台的特点自动确定的，但也可以通过编译器的特殊选项来手动指定。
内存对齐系数越大，成员在内存中的对齐方式越严格。
2. 为什么需要内存对齐内存对齐是为了提高程序的运行效率和访问速度。
当结构体或联合体中的成员按照对齐规则排列时，可以减少内存访问的次数，提高内存读写效率。
此外，一些特殊的硬件平台对于数据的对齐要求非常严格，不满足对齐要求的数据可能导致硬件异常或错误。
3. 内存对齐的规则内存对齐规则是由编译器根据目标平台的特点制定的。
通常情况下，对齐规则遵循以下几个原则：- 结构体或联合体的首地址必须是其最宽基本类型成员大小的整数倍。
- 结构体或联合体的每个成员相对于结构体或联合体首地址的偏移量必须是该成员大小的整数倍。
- 结构体或联合体的总大小必须是其最宽基本类型成员大小的整数倍。
4. 内存对齐的影响内存对齐会影响程序的内存占用和性能。
由于对齐规则的存在，结构体或联合体的大小可能会比成员大小的总和要大，这会增加程序的内存占用。
但是，内存对齐可以提高内存访问的效率，尤其是对于大量的结构体或联合体访问操作，可以明显提高程序的性能。
5. 如何控制内存对齐可以通过编译器的特殊选项来手动控制内存对齐。
例如，在GCC编译器中，可以使用#pragma pack(n)来设置内存对齐系数为n。
其中，n可以是1、2、4、8等整数，表示对齐系数为1字节、2字节、4字节、8字节等。
需要注意的是，手动设置内存对齐系数可能会影响程序的性能和可移植性，应谨慎使用。
6. 示例下面以一个示例来说明内存对齐的作用。
内存对齐公式
内存对齐公式
内存对齐是一种优化内存访问速度的技术，通过将数据结构中的元素按照一定的规则在内存中重新排列，以提高内存访问的效率。
内存对齐的规则一般是将数据结构中的元素按照其大小和类型在内存中排列，使得每个元素的起始地址是该元素大小的整数倍。
对于一个数据结构中的元素，我们可以使用以下公式来计算其在内存中的地址：
内存地址 = (基址 + 偏移量) 对齐地址
其中，基址是数据结构的起始地址，偏移量是元素相对于数据结构起始地址的偏移量，对齐地址是该元素的对齐地址。
如果将偏移量直接加上基址，则可能导致元素的起始地址不是该元素大小的整数倍，因此需要将对齐地址作为对齐规则的基准。
例如，对于一个 int 类型的元素，其大小为 4 字节，对齐地址为 4 的倍数，即 4、8、12、16 等。
假设基址为 1000，偏移量为 2，则根据对齐规则，该元素的内存地址为 1008，而不是 1002。
以上是内存对齐的基本概念和计算方法，具体的对齐规则和算法可能会因为不同的操作系统、编译器和硬件平台而有所不同。
内存对齐原则
内存对齐原则
内存对齐原则是计算机系统中非常重要的一个概念，它是指在计算机内存中，数据存储的起始地址必须是其数据类型大小的整数倍。
这个原则的目的是为了提高计算机的运行效率和性能。
内存对齐原则的实现方式是通过在数据结构中添加填充字节来实现的。
例如，如果一个结构体中包含一个char类型和一个int类型，那么在内存中，这个结构体的起始地址必须是4的倍数，因为int 类型的大小是4个字节。
因此，编译器会在char类型后面添加3个填充字节，以保证结构体的起始地址是4的倍数。
内存对齐原则的好处是可以提高计算机的运行效率和性能。
首先，内存对齐可以减少内存访问的次数，因为CPU可以一次性读取多个字节的数据。
其次，内存对齐可以减少内存碎片的产生，从而提高内存的利用率。
最后，内存对齐可以避免一些不必要的错误，例如因为内存对齐不正确而导致的数据读取错误。
然而，内存对齐原则也有一些缺点。
首先，内存对齐会增加数据结构的大小，从而占用更多的内存空间。
其次，内存对齐可能会导致一些不必要的浪费，例如在一个结构体中，如果一个成员变量的大小是1个字节，而另一个成员变量的大小是4个字节，那么在内存中，这个结构体的大小将会是8个字节，其中有3个字节是填充字节，这样就会浪费3个字节的内存空间。
内存对齐原则是计算机系统中非常重要的一个概念，它可以提高计算机的运行效率和性能。
然而，内存对齐也有一些缺点，需要在实际应用中进行权衡和取舍。
在编写程序时，我们应该尽可能地遵循内存对齐原则，以提高程序的运行效率和性能。
c语言 结构体单字节对齐 声明
一、C语言中结构体的定义与用途C语言是一种广泛应用于系统编程和嵌入式开发的程序设计语言，它具有高效、灵活等特点，其中结构体是C语言的一个重要特性。
结构体可以被看作是一种自定义的数据类型，它允许程序员将不同类型的数据组合在一起，形成一个新的数据类型，从而更好地组织和管理数据。
二、结构体的单字节对齐原理在C语言中，结构体的成员是按照其数据类型的大小顺序排列的，每个成员在结构体中的偏移量必须是它的对齐值的整数倍。
对齐值取决于数据类型，通常为该类型的字节数。
而结构体本身的大小则是按照其成员大小的总和来决定的。
在C语言中，为了提高程序的执行效率，结构体成员的位置区域需要按照一定的字节对齐规则进行排列，以便在内存中能够高效地访问结构体的成员。
三、结构体的单字节对齐声明方法在C语言中，为了满足特定的内存对齐需求，程序员可以使用特定的方法来声明结构体的对齐方式。
一般来说，可以通过编译器提供的一些指令或者预处理器宏来实现对齐设置。
1. 使用#pragma pack(N)指令在C语言中，可以使用#pragma pack(N)指令来指定结构体成员的对齐值。
其中N表示对齐值，它可以取1、2、4或8等值，具体取决于实际需求。
该指令将结构体成员的对齐值设置为N，从而可以实现单字节对齐。
2. 使用__attribute__((aligned(N)))属性在一些C语言编译器中，可以使用__attribute__((aligned(N)))属性来指定结构体的对齐方式。
其中N表示对齐值，与#pragma pack(N)的功能类似，也可以取1、2、4或8等值。
通过在结构体定义时加上该属性，可以实现单字节对齐。
3. 使用预处理器宏在C语言中，还可以通过定义一些预处理器宏来实现对齐设置。
可以定义一个宏来指定结构体成员的对齐值，然后在结构体定义时使用该宏来实现单字节对齐。
四、结构体单字节对齐的优缺点分析结构体单字节对齐可以确保结构体成员被紧凑地存储在内存中，从而减少内存的浪费。
面试c语言常见问题
面试c语言常见问题01堆栈溢出堆栈溢出一般是由没有回收垃圾资源导致的。
02ISR 不能传递参数ISR 不能传递参数，如果你没有看到这一点，你被雇用的机会等同第一项。
03程序哪里有错误程序中可能会出现错误，比如使用指针操作、未初始化等。
这些错误会导致程序出现错误，影响程序的正常运行。
因此，在程序中使用指针、初始化等操作可以有效避免程序错误的发生。
04动态内存分配动态内存分配是C语言中的一个常见问题，它涉及内存分配的机制和算法。
在嵌入式系统中，动态内存分配可能发生的问题包括内存碎片过多，内存地址分配不准确，甚至内存泄漏等问题。
05数组访问越界数组访问越界是指在程序运行过程中，数组下标超出数组范围时可能会存在内存访问错误。
这会导致程序运行过程中可能会出现一系列内存问题，甚至可能影响到程序的正常运行。
06系统开销在C语言面试中，系统开销是一个常见的问题。
在创建或撤消进程时，由于系统需要分配和回收资源，因此系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。
这是正常现象。
07程序的内存分配程序的内存分配是C语言中的一个重要概念，通过分配内存来提高程序的运行效率和性能。
在C语言中，内存分配由栈区、堆区、全局区、常量区、代码区等组成。
08队列和栈有什么区别队列和栈的区别在于，队列是按照先进先出的顺序进行操作的，而栈是按照后进先出的顺序进行操作的。
09写出二分查找的代码写出二分查找的代码是：int binary_search(int* arr, int key, int n){ int low = 0; int h igh = n - 1; int m id; while (low <= high){ mid = (high + low) / 2; if (key>arr[mid]){ low = low+1; }else if(key<arr[mid]){ high = high-1; }else{ return mid; }} return -1; }10volatile关键字的作用volatile关键字的作用是使代码更加稳定和可靠，因为如果关键字被系统、硬件或进程改变，编译器将无法正确地获取变量的值，而不会从优化后的寄存器中读取。
cstatic对齐方式
cstatic对齐方式摘要：一、前言二、cstatic 对齐方式的介绍1.cstatic 对齐方式的定义2.cstatic 对齐方式的作用三、cstatic 对齐方式与编程语言的关系1.C 语言中的对齐规则2.C++语言中的对齐规则四、cstatic 对齐方式在实际编程中的应用1.提高代码的可读性和可维护性2.优化程序的性能五、总结正文：一、前言在编程中，对齐方式是一个重要的概念，它影响着代码的结构和性能。
cstatic 对齐方式是其中一种对齐方式，被广泛应用于各种编程语言中。
本文将详细介绍cstatic 对齐方式的相关知识。
二、cstatic 对齐方式的介绍1.cstatic 对齐方式的定义cstatic 对齐方式是指编译器在分配变量内存空间时，按照该变量类型的大小，在内存中进行对齐。
这种方式可以保证变量在内存中的地址与其大小相对应，使得内存空间的利用率更高。
2.cstatic 对齐方式的作用cstatic 对齐方式的主要作用是提高内存空间的利用率，同时使得程序的运行效率更高。
通过对齐，可以减少内存空间的浪费，降低程序的内存占用。
三、cstatic 对齐方式与编程语言的关系1.C 语言中的对齐规则在C 语言中，变量的地址与其大小是无关的，这就导致了内存空间的浪费。
为了解决这个问题，编译器会按照cstatic 对齐方式对变量进行对齐。
这样，变量的地址与其大小相等，从而提高了内存空间的利用率。
2.C++语言中的对齐规则在C++语言中，类的成员变量默认按照cstatic 对齐方式进行对齐。
这种方式可以保证类的成员变量在内存中的地址与其大小相对应，使得内存空间的利用率更高。
四、cstatic 对齐方式在实际编程中的应用1.提高代码的可读性和可维护性通过使用cstatic 对齐方式，可以使代码的结构更加清晰，提高代码的可读性和可维护性。
2.优化程序的性能cstatic 对齐方式可以减少内存空间的浪费，降低程序的内存占用，从而优化程序的性能。
C语言字节对齐__align()讲解
ls/6729724#comments ，方便大家参考学习
struct test { char x1; short x2; float x3; char x4; }; #pragma pack() //取消1字节对齐，恢复为默认4字节对齐 这时候 sizeof(struct test)的值为8。 例3 #define GNUC_PACKED __attribute__((packed)) struct PACKED test { char x1; short x2; float x3; char x4; }GNUC_PACKED; 这时候 sizeof(struct test)的值仍为8。 二、深入理解 什么是字节对齐,为什么要对齐? TragicJun 发表于 2006-9-18 9:41:00 现代计算机中内存空间都是按照 byte 划分的，从理 论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变 量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排 列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
sizeof(struct D)值为7。
后面我们再讲解#pragma pack()的作用.
三.编译器是按照什么样的原则进行对齐的?
先让我们看四个重要的基本概念：
1.数据类型自身的对齐值： 对于 char 型数据，其自身对齐值为1，对于 short 型为2，对于 int,float,double
C语言字节对齐__align()讲解
在设计不同 CPU 下的通信协议时，或者编写硬件驱动程序时寄存器的结构这两个地 方都需要按一字节对齐。即使看起来本来就自然对齐的也要使其对齐，以免不同的编译器生 成的代码不一样.
一、快速理解 1. 什么是字节对齐？ 在 C 语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如 int、long、 float 等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。在 结构中，编译器为结构的每个成员按其自然边界（alignment）分配空间。各个成员按照它 们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。 为了使 CPU 能够对变量进行快速的访问,变量的起始地址应该具有某些特性,即所谓的”对 齐”. 比如4字节的 int 型,其起始地址应该位于4字节的边界上,即起始地址能够被4整除. 2. 字节对齐有什么作用？ 字节对齐的作用不仅是便于 cpu 快速访问，同时合理的利用字节对齐可以有效地节省存储空 间。 对于32位机来说，4字节对齐能够使 cpu 访问速度提高，比如说一个 long 类型的变量，如果 跨越了4字节边界存储，那么 cpu 要读取两次，这样效率就低了。但是在32位机中使用1字节 或者2字节对齐，反而会使变量访问速度降低。所以这要考虑处理器类型，另外还得考虑编 译器的类型。在 vc 中默认是4字节对齐的，GNU gcc 也是默认4字节对齐。 3. 更改 C 编译器的缺省字节对齐方式 在缺省情况下，C 编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地， 可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件： · 使用伪指令#pragma pack (n)，C 编译器将按照 n 个字节对齐。 · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。 另外，还有如下的一种方式： · __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在 n 字节自然边界上。如果结 构中有成员的长度大于 n，则按照最大成员的长度来对齐。 · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数 进行对齐。 4. 举例说明 例1 struct test { char x1; short x2; float x3; char x4; }; 由于编译器默认情况下会对这个 struct 作自然边界（有人说“自然对界”我觉得边界更顺 口）对齐，结构的第一个成员 x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员 x2为 short 类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在 x2和 x1之间填充了一个空字节。结构的 第三个成员 x3和第四个成员 x4恰好落在其自然边界地址上，在它们前面不需要额外的填充 字节。在 test 结构中，成员 x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大边界单元， 因而 test 结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员 x4后面填充了3个空字节。整个结构 所占据空间为12字节。 例2 #pragma pack(1) //让编译器对这个结构作1字节对齐
__packed用法
__packed用法摘要：1.__packed用法简介2.__packed与__attribute__的区别3.__packed的应用场景4.示例代码及解析5.总结正文：在C语言中，__packed关键字是一种内存对齐的技巧，它可以使特定类型的变量在内存中按照指定的对齐方式排列。
这种技巧在嵌入式系统和硬件编程中尤为重要，因为它可以提高程序的性能和效率。
1.__packed用法简介__packed关键字在C语言中用于指定变量或结构体的内存对齐方式。
使用__packed修饰的变量或结构体成员会按照指定的对齐值进行内存布局。
需要注意的是，__packed只能用于定义变量或结构体，不能用于访问已有变量的值。
2.__packed与__attribute__的区别__packed与__attribute__都是C语言中的扩展关键字，但它们的作用和使用方式有所不同。
__attribute__用于给变量或函数添加属性，如缓存、校验等，它可以在编译时被处理器识别。
而__packed主要用于控制内存对齐，它在编译时和运行时都可以发挥作用。
3.__packed的应用场景__packed关键字的主要应用场景如下：- 嵌入式系统：在硬件接口的编程中，通常需要按照特定的内存对齐要求来存储数据。
使用__packed可以确保数据在对齐边界上正确存储。
- 性能优化：在某些情况下，内存对齐可以提高程序的运行性能。
例如，使用__packed使循环计数器与处理器缓存line size对齐，可以提高循环的性能。
4.示例代码及解析以下是一个使用__packed的示例代码：```c#include <stdio.h>typedef struct {unsigned int a;unsigned char b;float c;} __packed MyStruct;int main() {MyStruct s;printf("a: 0x%x", s.a);printf("b: 0x%x", s.b);printf("c: 0x%x", s.c);return 0;}```在这个示例中，我们定义了一个名为MyStruct的结构体，其中包含一个无符号整数a、一个无符号字符b和一个浮点数c。
c编译器内存对齐算法
c编译器内存对齐算法
C编译器的内存对齐算法是用来解决不同数据类型在内存中的
对齐问题的，其目的是为了提高内存访问的效率。
C编译器在分配内存给不同数据类型的变量时，会使用一定的
规则来确定变量的地址。
这些规则可以通过编译器的选项来设置，通常称为编译器的对齐规则。
以下是一般情况下C编译器的内存对齐算法：
1. 基本对齐规则：变量的起始地址必须是其大小的整数倍。
例如，一个int变量的起始地址必须是4的倍数。
2. 结构体对齐规则：结构体的起始地址必须是其最宽基本类型成员大小的整数倍。
例如，一个结构体成员中最宽的基本类型是int，那么结构体的起始地址必须是4的倍数。
3. 结构体成员对齐规则：结构体成员的起始地址必须是其自身大小的整数倍。
例如，如果一个结构体成员的大小是2个字节，那么它的起始地址必须是2的倍数。
4. 自定义对齐规则：有些编译器允许程序员通过预处理指令来自定义对齐规则。
例如，使用#pragma pack(n)指令可以将对齐
粒度设置为n字节。
C编译器的内存对齐算法有助于减少内存碎片以及提高内存访
问的效率。
但是，在某些情况下，内存对齐会导致内存浪费，
特别是在结构体中使用了大量的字符型成员时。
因此，在定义结构体时，可以使用编译器的指令来控制内存对齐的方式，以便更好地平衡内存使用和访问效率。
c语言结构体内存分配
c 语言结构体内存分配在在C C 语语言言中中，，结结构构体体是是一一种种自自定定义义的的数数据据类类型型，，可可以以用用来来存存储储不不同同类类型型的的数数据据。
当当我我们们定定义义一一个个结结构构体体变变量量时时，，需需要要为为其其分分配配适适当当的的内内存存空空间间。
结结构构体体的的内内存存分分配配是是根根据据其其成成员员变变量量的的类类型型和和顺顺序序来来进进行行的的，，C C 语语言言中中的的内内存存分分配配是是按按照照字字节节对对齐齐原原则则进进行行的的。
字字节节对对齐齐是是为为了了提提高高内内存存访访问问的的效效率率，，可可以以避避免免因因为为访访问问未未对对齐齐的的数数据据而而导导致致的的性性能能损损失失。
通通常常情情况况下下，，结结构构体体的的大大小小等等于于其其所所有有成成员员变变量量大大小小的的总总和和，，但但是是由由于于字字节节对对齐齐的的原原因因，，结结构构体体的的大大小小可可能能会会大大于于成成员员变变量量大大小小的的总总和和。
字字节节对对齐齐的的方方式式可可以以通通过过编编译译器器的的设设置置进进行行调调整整，，通通常常默默认认采采用用的的是是44字字节节对对齐齐或或88字字节节对对齐齐。
具具体体的的内内存存分分配配方方式式取取决决于于平平台台、、编编译译器器和和编编译译选选项项等等因因素素，，这这些些因因素素可可能能会会影影响响结结构构体体的的大大小小和和字字节节对对齐齐的的方方式式。
在在不不同同的的系系统统上上，，结结构构体体的的内内存存布布局局可可能能会会有有所所差差异异。
下下面面是是一一个个示示例例，，展展示示了了结结构构体体的的内内存存分分配配的的过过程程：：``````c c##i i n n c c l l u u d d e e <<s s t t d d i i o o ..h h >>s s t t r r u u c c t t S S t t u u d d e e n n t t {{i i n n t t i i d d ;;c c h h a a r r n n a a m m e e [[2200]];;i i n n t t a a g g e e ;;}};;i i n n t t m m a a i i n n (()) {{s s t t r r u u c c t t S S t t u u d d e e n n t t s s t t u u ;;p p r r i i n n t t f f ((""S S i i z z e e o o f f s s t t r r u u c c t t S S t t u u d d e e n n t t :: %%l l u u \\n n "",, s s i i z z e e o o f f ((s s t t u u ))));;r r e e t t u u r r n n 00;;}}``````在在这这个个示示例例中中，，我我们们定定义义了了一一个个名名为为``s s t t r r u u c c t t S S t t u u d d e e n n t t ``的的结结构构体体，，它它包包含含了了一一个个``i i n n t t ``类类型型的的``i i d d ``变变量量、、一一个个长长度度为为2200的的``c c h h a a r r ``数数组组``n n a a m m e e ``和和一一个个``i i n n t t ``类类型型的的``a a g g e e ``变变量量。
内存对齐规则
输出结果：sizeof(struct test_t) = 10 [两个编译器输出一致]
分析过程：
1)成员数据对齐
#pragma pack(2)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
分析过程：
1)成员数据对齐
#pragma pack(1)
struct test_t {
int a;
char b;
short c;
char d;
};
#pragma pack()
成员总大小=8
2)整体对齐
整体对齐系数= min((max(int,short,char), 1) = 1
整体大小(size)=$(成员总大小)按$(整体对齐系数)圆整= 8 [注1]
最常见的就是struct数据结构的sizeof的结果出乎意料。
结构体的sizeof的值并不是简单的将其中各个元素所占的字节相加，而是要考虑到存储空间的字节对齐问题
结构体默认的字节对齐准则：
1.结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；
2.结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字符；
成员总大小=9
2)整体对齐
整体对齐系数= min((max(int,short,char), 2) = 2
整体大小(size)=$(成员总大小)按$(整体对齐系数)圆整= 10
3、4字节对齐(#pragma pack(4))
输出结果：sizeof(struct test_t) = 12 [两个编译器输出一致]
c语言边界对齐
C语言边界对齐在C语言中，边界对齐是一个重要的概念，它涉及到内存对齐和结构体对齐。
边界对齐可以提高程序的性能和可移植性，同时也可以避免一些潜在的错误。
1. 内存对齐内存对齐是指变量在内存中存储时按照一定的规则进行对齐。
在C语言中，变量的地址通常是按照其类型的大小进行对齐的。
例如，一个int类型的变量通常会被对齐到4字节的边界上，而一个char类型的变量则可以按照1字节对齐。
内存对齐的原因是因为处理器在访问内存时通常会以固定大小的块进行读取，如果变量没有对齐，处理器可能需要进行额外的操作来访问变量的值，这会导致性能下降。
另外，一些硬件平台要求变量必须按照一定的规则进行对齐，否则可能导致错误。
在C语言中，可以使用__attribute__((aligned(n)))语法来指定变量的对齐方式，其中n表示对齐的字节数。
例如，int __attribute__((aligned(8))) a;表示将变量a对齐到8字节的边界上。
2. 结构体对齐在C语言中，结构体是一种将不同类型的变量组合在一起的数据类型。
结构体的对齐规则与内存对齐类似，但又有所不同。
结构体的对齐规则是：结构体的对齐值等于其成员中对齐值最大的成员的大小。
例如，一个结构体的成员中有一个int类型的变量和一个char类型的变量，那么结构体的对齐值就是4字节（int类型的大小），即结构体的起始地址必须是4的倍数。
在结构体中，可以使用__attribute__((packed))语法来取消对齐，即使结构体的对齐值为1字节。
例如，struct __attribute__((packed)) { int a; char b; };表示取消对齐，结构体的大小为5字节。
3. 边界对齐的影响边界对齐可以提高程序的性能和可移植性，但也可能导致一些问题。
首先，边界对齐可以提高程序的性能，因为处理器在访问对齐的变量时可以直接读取整个变量，而不需要进行额外的操作。
此外，一些硬件平台要求变量必须按照一定的规则进行对齐，否则可能导致错误。
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C/C++内存对齐一、什么是字节对齐,为什么要对齐?现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。
一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。
比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。
比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。
显然在读取效率上下降很多。
二、请看下面的结构：struct MyStruct{double dda1;char dda;int type};对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢？sizeof(MyStruct)为多少呢？也许你会这样求：sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13但是当在VC中测试上面结构的大小时，你会发现sizeof(MyStruct)为16。
你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗？其实，这是VC对变量存储的一个特殊处理。
为了提高CPU的存储速度，VC对一些变量的起始地址做了“对齐”处理。
在默认情况下，VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。
下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。
类型对齐方式（变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量）Char偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数int偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数float偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数double偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数Short偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间，同时按照上面的对齐方式调整位置，空缺的字节VC会自动填充。
同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边界数（即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数）的倍数，所以在为最后一个成员变量申请空间后，还会根据需要自动填充空缺的字节。
下面用前面的例子来说明VC到底怎么样来存放结构的。
struct MyStruct{double dda1;char dda;int type}；为上面的结构分配空间的时候，VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式，先为第一个成员dda1分配空间，其起始地址跟结构的起始地址相同（刚好偏移量0刚好为sizeof(double)的倍数），该成员变量占用sizeof(double)=8个字节；接下来为第二个成员dda分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8，是sizeof(char)的倍数，所以把dda 存放在偏移量为8的地方满足对齐方式，该成员变量占用sizeof(char)=1个字节；接下来为第三个成员type分配空间，这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为9，不是sizeof (int)=4的倍数，为了满足对齐方式对偏移量的约束问题，VC自动填充3个字节（这三个字节没有放什么东西），这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为12，刚好是sizeof(int)=4的倍数，所以把type存放在偏移量为12的地方，该成员变量占用sizeof(int)=4个字节；这时整个结构的成员变量已经都分配了空间，总的占用的空间大小为：8+1+3+4=16，刚好为结构的字节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof(double)=8）的倍数，所以没有空缺的字节需要填充。
所以整个结构的大小为：sizeof(MyStruct)=8+1+ 3+4=16，其中有3个字节是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西。
下面再举个例子，交换一下上面的MyStruct的成员变量的位置，使它变成下面的情况：struct MyStruct{char dda;double dda1;int type}；这个结构占用的空间为多大呢？在VC6.0环境下，可以得到sizeof(MyStruc)为24。
结合上面提到的分配空间的一些原则，分析下VC怎么样为上面的结构分配空间的。
（简单说明）struct MyStruct{char dda; //偏移量为0，满足对齐方式，dda占用1个字节；double dda1;//下一个可用的地址的偏移量为1，不是sizeof(double)=8//的倍数，需要补足7个字节才能使偏移量变为8（满足对齐//方式），因此VC自动填充7个字节，dda1存放在偏移量为8//的地址上，它占用8个字节。
int type；//下一个可用的地址的偏移量为16，是sizeof(int)=4的倍//数，满足int的对齐方式，所以不需要VC自动填充，type存//放在偏移量为16的地址上，它占用4个字节。
}；//所有成员变量都分配了空间，空间总的大小为1+7+8+4=20，不是结构//的节边界数（即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof//(double)=8）的倍数，所以需要填充4个字节，以满足结构的大小为//sizeof(double)=8的倍数。
所以该结构总的大小为：sizeof(MyStruc)为1+7+8+4+4=24。
其中总的有7+4=11个字节是VC自动填充的，没有放任何有意义的东西。
VC对结构的存储的特殊处理确实提高CPU存储变量的速度，但是有时候也带来了一些麻烦，我们也屏蔽掉变量默认的对齐方式，自己可以设定变量的对齐方式。
VC 中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。
n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况：第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏移量必须满足默认的对齐方式，第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。
结构的总大小也有个约束条件，分下面两种情况：如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数；否则必须为n的倍数。
下面举例说明其用法。
#pragma pack(push) //保存对齐状态#pragma pack(4)//设定为4字节对齐struct test{char m1;double m4;int m3;};#pragma pack(pop)//恢复对齐状态以上结构的大小为16，下面分析其存储情况，首先为m1分配空间，其偏移量为0，满足我们自己设定的对齐方式（4字节对齐），m1占用1个字节。
接着开始为m4分配空间，这时其偏移量为1，需要补足3个字节，这样使偏移量满足为n=4的倍数（因为sizeof(double)大于n）,m4占用8个字节。
接着为m3分配空间，这时其偏移量为12，满足为4的倍数，m3占用4个字节。
这时已经为所有成员变量分配了空间，共分配了16个字节，满足为n 的倍数。
如果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(16)，那么我们可以得到结构的大小为24。
（请读者自己分析）三、再看下面这个例子#pragma pack(8)struct S1{char a;long b;};struct S2 {char c;struct S1 d;long long e;#pragma pack()sizeof(S2)结果为24.成员对齐有一个重要的条件,即每个成员分别对齐.即每个成员按自己的方式对齐.也就是说上面虽然指定了按8字节对齐,但并不是所有的成员都是以8字节对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节.S1中,成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;S2 中,c和S1中的a一样,按1字节对齐,而d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节的空,从第16个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.这样,一共使用了24个字节.a bS1的内存布局：11**,1111,c S1.a S1.b dS2的内存布局：1***,11**,1111,****11111111这里有三点很重要:1.每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度。
2.复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度。
3.对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。
Win32平台下的微软编译器(cl.exe for 80×86)的对齐策略：1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；备注：编译器在给结构体开辟空间时，首先找到结构体中最宽的基本数据类型，然后寻找内存地址能被该基本数据类型所整除的位置，作为结构体的首地址。
将这个最宽的基本数据类型的大小作为上面介绍的对齐模数。
2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）；备注:为结构体的一个成员开辟空间之前，编译器首先检查预开辟空间的首地址相对于结构体首地址的偏移是否是本成员的整数倍，若是，则存放本成员，反之，则在本成员和上一个成员之间填充一定的字节，以达到整数倍的要求，也就是将预开辟空间的首地址后移几个字节。
3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员之后加上填充字节（trailing padding）。