数据对齐的编译器处理

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编译器尝试以防止数据未对齐的方式分配数据。

对于简单的数据类型，编译器将分配是数据类型的大小（以字节为单位）的倍数的地址。 例如，编译器将地址分配给类型为 long 且是 4 的倍数的变量，并将地址的最底部 2 位设置为零。

编译器还以自然对齐结构的每一个元素的方式填充结构。 来看看下面代码示例中的结构 struct x_：

C++

struct x_
{
   char a;     // 1 byte
   int b;      // 4 bytes
   short c;    // 2 bytes
   char d;     // 1 byte
} bar[3];
编译器填充此结构以自然强制实施对齐方式。

下面的代码示例展示了编译器如何将填充的结构置于内存中：

C++

// Shows the actual memory layout
struct x_
{
   char a;            // 1 byte
   char _pad0[3];     // padding to put 'b' on 4-byte boundary
   int b;            // 4 bytes
   short c;          // 2 bytes
   char d;           // 1 byte
   char _pad1[1];    // padding to make sizeof(x_) multiple of 4
} bar[3];
两个声明都将 sizeof(struct x_) 作为 12 个字节返回。

第二个声明包括两个填充元素：

char _pad0[3]，对齐 4 字节边界上的 int b 成员。
char _pad1[1] 用于在 4 字节边界上对齐结构 struct _x bar[3]; 的数组元素。
填充以允许自然访问的方式对齐 bar[3] 的元素。

下面的代码示例展示了 bar[3] 的数组布局：

Output

adr offset   element
------   -------
0x0000   char a;         // bar[0]
0x0001   char pad0[3];
0x0004   int b;
0x0008   short c;
0x000a   char d;
0x000b   char _pad1[1];

0x000c   char a;         // bar[1]
0x000d   char _pad0[3];
0x0010   int b;
0x0014   short c;
0x0016   char d;
0x0017   char _pad1[1];

0x0018   char a;         // bar[2]
0x0019   char _pad0[3];
0x001c   int b;
0x0020   short c;
0x0022   char d;
0x0023   char _pad1[1];