【408 考研真题】大小端 & 边界对齐存储

一道 408 考研真题

【答案】D

【解析】从选项可以看出，先要将 273 转换成 16 进制。a = 273 = 0x00000111。其中，1 位十六进制数等于 4 位二进制数，而题目给出，按字节（1 字节 = 8 位）编址。又因为是采用小端存储，即先存放低位，内存图如下：

对a来说，0x 00 00 01 11，其中，11 是低位，故存储顺序为：11 01 00 00。而 b 是char类型，长度为 8 位（1 字节），所以接着a的内存，继续放b。那为什么不继续放c呢？

因为题目给出数据按边界对齐存储。对于 C 语言中的边界对齐存储，要求如下，即对于存放某长度为 m 字节的数据，存放首地址需为m 字节的整数倍，同时，结构体整体的大小是最大成员长度的整数倍。

对于地址0xC00D，D 转换成十进制为 13，不整除 c（2 字节），故往后放。综上，答案选 D。

顺序存储的方式：大端法和小端法

大端法（big endian）：先存高位

小端法（little endian）：先存低位

当然，上述的高、低位是相对于数值类型对象的。如果广义成一个二进制对象，大端法对应的就是从头到尾存储，小端法就是从尾到头。

C 语言中的边界对齐存储

内存对齐，也叫边界对齐（Boundary Alignment)，是处理器为了提高处理性能而对存取数据的起始地址所提出的一种要求。编译器为了使我们编写的C程序更有效，就必须最大限度地满足处理器对边界对齐的要求。

要求如下，即对于存放某长度为 m 字节的数据，存放首地址需为m 字节的整数倍，同时，结构体整体的大小是最大成员长度的整数倍。

从处理器的角度来看，需要尽可能减少对内存的访问次数以实现对数据结构进行更加高效的操作。为什么呢？因为尽管处理器包含了缓存，但它在处理数据时还得读取缓存中的数据，读取缓存的次数当然是越少越好！

如上图所示，在采用边界对齐的情况下，当处理器需要访问a_变量和b_变量时都只需进行一次存取（图中花括号表示一次存取操作）。若不采用边界对齐，a_变量只要一次处理器操作，而b_变量却至少要进行两次操作。对于b_，处理器还得调用更多指令将其合成一个完整的 4 字节，这样无疑大大降低了程序效率。

参考资料

[1] https://blog.csdn.net/Runner_of_nku/article/details/82883245
[2] https://blog.csdn.net/acs713/article/details/25040389