内存对齐计算方法（偏移量）

内存对齐简单来讲就是把一个数据存放到内存中，其内存的地址要与数据自己大小为整数倍。 处理器在执行指令去操作内存中的数据，这些数据通过地址来获取。 当一个数据所在的地址和它的大小对齐的时候，就说这个数据对齐了，否则就是没对齐。

内存对齐是以空间换时间的方法，计算机一次就可以把存储的数据提取出来，极大提高了效率。

 首先以结构体为例来阐明是如何计算的。

结构体对齐规则：

1.1

第一个成员的地址在结构体变量偏移量为0的地址处。

1.2 

其中对齐数=编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。（vs默认为8）

1.3 

其他成员变量依次要按照对齐数的整数倍的地址处来存放。

1.4 

结构体总体的大小要为最大对齐数的整倍数。（每一个成员变量都有自己的对齐数，与1.3描述的对象不一样）

1.5

如果一个结构体里面包含一个结构体，把其看作一个成员就行（但其整体对齐数不能看作一个对齐数来比是否为最大对齐数）。

 简单看个例子：

#include <stdio.h>
struct s1
{
	char a;
	int b;
	char c;
};
struct s2
{
	char a;
	char b;
	int c;
};
struct s3
{
	int c;
	char a;
	char b;
};
int main()
{
	struct s1 q = { 0 };
	struct s2 w = { 0 };
	struct s3 e = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(q));
	printf("%d\n", sizeof(w));
	printf("%d\n", sizeof(e));
	return 0;
}

结果：

12
8
8

D:\VS\Project4\x64\Debug\Project4.exe (进程 13452)已退出，代码为 0。
按任意键关闭此窗口. . .

分析：

三个结构体其中包含的成员一样，但为什么打印的结果不一样呢？这就用到了内存对齐了。

先看s1在内存中真实的存储：

注释： 1. char类型所占字节为1，比默认对齐数8要小，所以对齐数是1。

2. int类型所占字节为4，比默认对齐数8要小，所以对齐数是4。

3.所以最大对齐数就是4。

4. 而其他成员变量依次要按照对齐数的整数倍的地址处来存放。所以要往下偏移（浪费）3个节大小，再往下就是4，来存放int类型，存完int类型时为8，

5. 再来一个char类型，对齐数为1，所以现在内存大小为9，

6. 此外还要满足是最大对齐数的整数倍，所以还要再偏移（浪费）3个字节大小，即为12。

于是s2在内存中真实的存储：

注释：

1. 一个char类型，对齐数为1，所以存放在了0地址处，

2. 再来一个char类型，对齐数为1，所以现在内存大小为2，

3. 接下来是int类型，所以要往下偏移2个字节大小，再存放int的4个字节，

4. 现在内存大小为8，刚好是最大内存数4的整数倍。即为8。

5. 同理可得s3在内存中真实的存储情况，有兴趣的小伙伴可自行研究一下哈。

当结构体里面包含一个结构体呢？

如：

#include <stdio.h>
struct s1
{
	char a;
    int  b;
	char c;
};
struct s2
{
	struct s1 s;
	char a;
	char b;
	int c;
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(s2));
	return 0;
}

结果：

20

D:\VS\Project4\x64\Debug\Project4.exe (进程 9968)已退出，代码为 0。
按任意键关闭此窗口. . .

分析：

1. 先来排结构体s，一个char类型，一个int类型，在一个char类型。最大对齐数是4，所以最后结果是12。

2. 再来一个char类型，对齐数为1，直接在后面存就行，所以现在内存大小为13。

3. 再来一个char类型，内存大小变为14。

4. 因为最大对齐数为 4, 14 不是4的倍数，所以会往后偏移（浪费）2个字节大小，变为16，再来存放int的4个字节，即为20。

此外补充两个知识点：

一：

#pragma pack （4）

表示设置默认对齐数为4。

#pragma pack （）

表示取消设置的默认对齐数。

二：

offsetof 可计算偏移量大小。

size_t offsetof(struct name, nember name);

（成员相当于类型的偏移量）。