结构变量分配内存时边界对齐要求.doc

内存对齐在我们的程序中，数据结构还有变量等等都需要占有内存，在很多系统中，它都要求内存分配的时候要对齐，这样做的好处就是可以提高访问内存的速度。我们还是先来看一段简单的程序：程序一1 #include 2 using namespace std;3 4 struct X15 6 int i;/4个字节7 char c1;/1个字节8 char c2;/1个字节9 ;10 11 struct X212 13 char c1;/1个字节14 int i;/4个字节15 char c2;/1个字节16 ;17 18 struct X319 20 char c1;/1个字节21 char c2;/1个字节22 int i;/4个字节23 ;24 int main()25 26 coutlong sizeof(long)n;27 coutfloat sizeof(float)n;28 coutint sizeof(int)n;29 coutchar sizeof(char)n;30 31 X1 x1;32 X2 x2;33 X3 x3;34 coutx1 的大小 sizeof(x1)n;35 coutx2 的大小 sizeof(x2)n;36 coutx3 的大小 sizeof(x3)n;37 return 0;38 这段程序的功能很简单，就是定义了三个结构X1,X2,X3,这三个结构的主要区别就是内存数据摆放的顺序，其他都是一样的，另外程序输入了几种基本类型所占用的字节数，以及我们这里的三个结构所占用的字节数。这段程序的运行结果为：1 long 42 float 43 int 44 char 15 x1 的大小 86 x2 的大小 127 x3 的大小 8结果的前面四行没有什么问题，但是我们在最后三行就可以看到三个结构占用的空间大小不一样，造成这个原因就是内部数据的摆放顺序，怎么会这样呢？下面就是我们需要讲的内存对齐了。内存是一个连续的块，我们可以用下面的图来表示, 它是以4个字节对一个对齐单位的：图一让我们看看三个结构在内存中的布局：首先是 X1，如下图所示X1 中第一个是 Int类型，它占有4字节，所以前面4格就是满了，然后第二个是char类型，这中类型只占一个字节，所以它占有了第二个4字节组块中的第一格，第三个也是char类型，所以它也占用一个字节，它就排在了第二个组块的第二格，因为它们加在一起大小也不超过一个块，所以他们三个变量在内存中的结构就是这样的，因为有内存分块对齐，所以最后出来的结果是8，而不是6，因为后面两个格子其实也算是被用了。再次看看X2，如图所示X2中第一个类型是Char类型，它占用一个字节，所以它首先排在第一组块的第一个格子里面，第二个是Int类型，它占用4个字节，第一组块已经用掉一格，还剩3格，肯定是无法放下第二Int类型的，因为要考虑到对齐，所以不得不把它放到第二个组块，第三个类型是Char类型，跟第一个类似。所因为有内存分块对齐，我们的内存就不是8个格子了，而是12个了。再看看X