简述一下C++ 中的内存对齐

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简述一下C++ 中的内存对齐

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什么是内存对齐、内存对齐的原因、内存对齐的规则

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什么是内存对齐

现代计算机中内存空间都是按照字节（byte）划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但是实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制，它们会要求这些数据的首地址的值是某个数 k（通常它为4或8）的倍数，这就是所谓的内存对齐。
内存对齐的原因
- 平台原因（移植原因）：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的。某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
- 性能原因：数据结构（尤其是栈）应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问，而对齐的内存访问仅需要一次访问。
内存对齐的规则
- 每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”（也叫对齐模数）。可以通过预编译命令 #pragma pack(n)，n = 1,2,4,8,16 来改变这一系数。
- 有效对其值：是给定值 #pragma pack(n) 和结构体中最长数据类型长度中较小的那个，有效对齐值也叫对齐单位。
- 结构体第一个成员的偏移量（offset）为0，以后每个成员相对于结构体首地址的 offset 都是该成员大小与有效对齐值中较小那个的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节。
- 结构体的总大小为有效对齐值的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节。

编辑于 2021-09-15 11:16:51 回复(0)

欠我半块小饼干

什么是内存对齐、内存对齐的原因、内存对齐的规则

什么是内存对齐？

现代计算机中内存空间都是按照字节（byte）划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但是实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制，它们会要求这些数据的首地址的值是某个数 k（通常它为4或8）的倍数，这就是所谓的内存对齐。

内存对齐的原因

平台原因（移植原因）：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的。某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
性能原因：数据结构（尤其是栈）应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问，而对齐的内存访问仅需要一次访问。

内存对齐的规则

每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”（也叫对齐模数）。可以通过预编译命令 #pragma pack(n)，n = 1,2,4,8,16 来改变这一系数。
有效对其值：是给定值 #pragma pack(n) 和结构体中最长数据类型长度中较小的那个，有效对齐值也叫对齐单位。
结构体第一个成员的偏移量（offset）为0，以后每个成员相对于结构体首地址的 offset 都是该成员大小与有效对齐值中较小那个的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节。
结构体的总大小为有效对齐值的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节。

发表于 2022-02-14 13:22:30 回复(0)