内存对齐的问题！

[Csuxiaowu]

#include <stdio.h>
 //using namespace std;
 struct foo
 {
   //short s;   //c1 00000002,s 00000000,c2 00000003,i 00000004
   char c1;
   //short s;   //c1 00000000,s 00000002,c2 00000004,i 00000008
   char c2;
    //short s;  //c1 00000000,s 00000002,c2 00000001,i 00000004
   int i;
    short s;   //c1 00000000,s 00000008,c2 00000001,i 00000004
  };

 /*
 这个程序运行在VC6.0下：
 对于第1、3、4这三种情况来讲，我的理解是以4字节为单位对齐，
 这样的结果都好理解，
 可是第2种情况，实在不明白，各位帮解说下，
还有就是内存以多少字节为单位对齐，是CPU的事情，还是编译器的事情？
好像VC里面工程设置里面C/C++选项里面有个struct member alignment
但是我改变设置，输出也不改变。
 */
 int main()
 {   
    struct foo a;
    printf("c1 %p, s %p, c2 %p, i %p\n",
        (unsigned int)(void*)&a.c1 - (unsigned int)(void*)&a,
        (unsigned int)(void*)&a.s - (unsigned int)(void*)&a,
        (unsigned int)(void*)&a.c2 - (unsigned int)(void*)&a,
        (unsigned int)(void*)&a.i - (unsigned int)(void*)&a);
	printf("%d\n",sizeof(a));

     return 0;
 }

[lazy_2010]

我的理解：

字节对齐，是编译器的事情；

对于第二种情况，

struct foo
{
    char c1;
    short s;   //c1 00000000,s 00000002,c2 00000004,i 00000008
    char c2;
    int i;
};

编译器为了代码的访问快速，实际分配给 c1 两个字节(保留了 c1 后面 1 个字节，代码只能访问一个字节)，避免 s 在访问的时候，地址是“奇数”；为了避免 i 的地址不是 4 的整数倍，把 c2 后面的 3 个字节也给保留了。

[brookmill]

第2种情况也不难理解呀，short是2字节对齐的。
c1在0，s如果在1就不对齐了，如果放到4是不必要的浪费，于是就放在2，然后把c2挤到4去了。

[brookmill]

字节对齐是编译器决定的，可以通过pragma pack 等方法来设置

[lazy_2010]

补充一下，如果你改变编译设置却不管用，建议你关闭开发工具，重新打开，检查设置，然后 rebuild all 一次；

或者，在代码中指定(VC/VS)

#pragma pack(push, 1)
struct ...
#pragma pack(pop)

大体是这样的语句，如果不行，你可能需要查一下 MSDN 了。

[Csuxiaowu]

[Quote=引用 2 楼 brookmill 的回复:]
第2种情况也不难理解呀，short是2字节对齐的。
c1在0，s如果在1就不对齐了，如果放到4是不必要的浪费，于是就放在2，然后把c2挤到4去了。
[/Quote]
为何1就不对齐了？
地址为什么要是偶数位开始？

[slhkzyl]

我之前也遇到这个问题l
参照网上和自己一些思考做如下解释：
一般来说，在结构体中的对齐是以数据类型宽度最大的那个对齐，所以对char short int 就是以4字节对齐补齐，而对于有double类型等，也是以4字节对齐，我了解是：这个一般机子是32位有关。

对于你上述的第二种情况：计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制的缘故，可能（我只是猜测）：对char地址需被1整除，存short地址能够被2整除，-----，依这种结论，当你结构体第一个是char占空间为0x000000,因为第二个元素是short,存放他的地址需能被2整除，故有c1*s c1*** i(*表示补齐位)

( ⊙o⊙ )哇，LZ分全给我吧

[brookmill]

short本身的大小是2字节，所以默认要求2字节对齐。
类似的，int默认要求4字节对齐，double默认要求8字节对齐。
楼主可以试试在你的结构里再加个double进去看看

[brookmill]

关于内存对齐
http://blog.csdn.net/shellching/archive/2010/03/09/5359688.aspx

[Csuxiaowu]

感谢楼上的各位朋友，明白了，

[cattycat]

4字节对齐，c1和c2是靠在一起的，然后后面空两个字节，i是在第5个字节，s是第9个字节，地址从0开始的话，c1 0,c2 1, i 4,s 8.
对齐是编译器设定的。如果不对齐，紧凑方式，用
#pragma pack(push, 1)
struct
{ ...
};
#pragma pack(pop)

[Erorr]

从逻辑上分析，CPU不需要对C语言负责，因为CPU远远早于C语言
但C语言要对CPU以及系统总线负责，因为这样可以充分利用硬件特性
所以肯定是编译器的事情
字节对齐的原则之一就是一个变量不能跨越4倍地址，当然double只能跨越一次，所以第二种情况的int只能在0008那里

[Csuxiaowu]

[Quote=引用 10 楼 erorr 的回复:]
从逻辑上分析，CPU不需要对C语言负责，因为CPU远远早于C语言
但C语言要对CPU以及系统总线负责，因为这样可以充分利用硬件特性
所以肯定是编译器的事情
字节对齐的原则之一就是一个变量不能跨越4倍地址，当然double只能跨越一次，所以第二种情况的int只能在0008那里
[/Quote]
当我点击了结贴的时候，刷新了一下 又有两位朋友的回复了，
字节对齐的原则之一就是一个变量不能跨越4倍地址，当然double只能跨越一次
这句不太理解啊 请讲解一下 多谢

[lazy_2010]

double 是 8 字节的；在 win32 下，寄存器是 32 位的，4 字节。

[georgy0910]

路过，学习

[Csuxiaowu]

----如果一个变量在这里开始
----
----
----
----那么下一个变量不会越过这个位置，除非它是double？
----

[lazy_2010]

所谓跨越，应该是说，假如一个 int，变量地址尽量在一个 [xxx0, xxx1, xxx2, xxx3] 之内，
而不要占用 [xxx1, xxx2, xxx3, xxx4] 这四个字节；(跨越了 xxx4，地址是 4 的倍数)

当然由于 double 是 8 个字节，必然会跨越 1 个 xxx0， xxx4, xxx8 或者 xxxb

[Erorr]

[Quote=引用 12 楼 csuxiaowu 的回复:]

引用 10 楼 erorr 的回复:
从逻辑上分析，CPU不需要对C语言负责，因为CPU远远早于C语言
但C语言要对CPU以及系统总线负责，因为这样可以充分利用硬件特性
所以肯定是编译器的事情
字节对齐的原则之一就是一个变量不能跨越4倍地址，当然double只能跨越一次，所以第二种情况的int只能在0008那里

当我点击了结贴的时候，刷新了一下 又有两位朋友的回复了，
字节对齐的……
[/Quote]
我说话一般语无伦次的
其实还是总线的问题，32位机器上，寄存器也都是32位的，double占了64个bit，所以肯定要取址两次，而其他32位数据要保证一次取址操作就能把值取出来
例如0000，0004这样的地方取值效率比较高，如果某个int变量从XXXX0002开始，经过0003、0004、0006，那么数据总线需要取两次值。另外还需要重新组织数据

[libinfei8848]

编译器会进行优化的，关闭优化再看看结果