内存对齐全攻略--涉及位域的内存对齐原则

不知道怎么用CSDN收藏外站的文章，没找到第三方引用，所以只能直接转载了，写的很不错，留作借鉴吧。

原链接：http://www.cnblogs.com/shitouer/archive/2010/04/07/1706785.html

全攻略有点大放厥词，哗众取宠了，其实是一些常见的问题罢了。但是自认为总结的还算全面一点吧，请大家多多赐教，我只是个初学者。

接下来主要讨论四点：
一、不涉及位域的内存对齐
二、涉及位域的内存对齐
三、成员变量含有结构体的内存对齐情况
四、要求内存对齐的原因及优点

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接着上一篇往下写~~

二、涉及位域的内存对齐
注：由于能力有限，在此仅讨论在VC++6.0编译环境下的情况，对于其他编译环境下的情况，由于没有硬件支持，只能作罢，但会将查到的相关知识贴在最后，但不做讨论。
涉及位域的内存对齐规则（规则太枯燥，如果不想看就看例子啦，呵呵） 如下，后用代码分析验证：
1) 若相邻成员变量类型相同，且其位宽之和不大于成员变量类型位宽(在此严重强调，是 类型位宽 而不是成员变量sizeof，也不是类型的sizeof或者其他什么)大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止； 
2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和不大于成员变量的类型宽度大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍； 
3) 如果相邻的位域字段的类型不同，不同位域字段存放在不同的位域类型字节中；（这一条其实会根据编译器的不同而采用不同的规则，此处以VC++6.0标准来说明）
4)其实不存在4),这一条是说，在此，还要遵守不涉及位域的2),3)条规则，也部分遵守不涉及位域的第一条规则
实例分析，代码如下：

 1 #include  < iostream >
 2 using   namespace  std;
 3 struct  A
 4 { 
 5    char c1:4; 
 6    char c2:4;
 7    short s1:4;
 8    short s2:8;
 9    int i;
10} ;
11 int  main ()
12 { 
13    A a; 
14    a.c1=1;a.c2=2;a.s1=3;a.s2=4;a.i=5;
15    printf("sizeof(A)=%d\n",sizeof(A)); 
16    return 0;
17}

将一步一步来分析内存情况：
1、从起始地址(假设为零)为c1分配空间，如下图：

2、接下来，为c2分配空间，由于c1和c2的类型都为char，且c1和c2的位宽之和为8不大于类型char的位宽8,根据规则1，c2的空间分配如下：


3、接下来，为s1分配空间，此时，有一个问题，s1的内存空间的起始地址是从哪儿开始呢？1还是2？根据上一节介绍的我们可知，s1的对齐模数为2，此处上一节的规则规则依然适用，结合这里的第三条，1处，填充CC，从2处开始分配：

4、接下来，为s2分配空间，重复第二步，非配如下（此处也要注意一下的，因为一个s2的空间非配跨越了两个字节，而且都不是完整的占有一个字节）：

5、接下来为i分配内存空间便如同上一节讲的一样了，如下图：


6、我们看最终的内存空间分配结果：

7、最终的运行结果，也与分析一致：


呵呵，如果上边的你都看懂了，何不做做下边的这个小练习呢？看看你能做对不~

代码

1  #include  < iostream >
2  using namespace  std;
3  struct  A
4  { 
5  char  c1: 1 ; 
6  char  c2: 3 ;
7  unsigned  short  s2: 13 ;
8  unsigned  long  i: 3 ;
9  };
10  int  main ()
11  { 
12  A a; 
13  a.c1 = 1 ;
14  a.c2 = 2 ;
15  a.s2 = 4121 ;
16  a.i = 5 ;
17  printf( " sizeof(A)=%d\n " , sizeof (a)); 
18  return 0 ;
19  }

这是结果：