首先看一下結(jié)構(gòu)體對齊的三個概念值：

數(shù)據(jù)類型的默認對齊值（自身對齊）：
1.基本數(shù)據(jù)類型：為指定平臺上基本類型的長度。如在32位機器中，char對齊值為1，short為2，int,float為4，double為8；
結(jié)構(gòu)體：其數(shù)據(jù)成員中默認對齊值最大的那個值。
2.指定對齊值：#pragma pack (value)時的指定對齊值value。
3.數(shù)據(jù)類型的有效對齊值：默認對齊值和指定對齊值中小的那個值。
有了這些值，我們就可以很方便的來討論具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的成員和其自身的對齊方式。有效對齊值N是最終用來決定數(shù)據(jù)存放地址方式的值，最重要。有效對齊N，就是表示“對齊在N上”，也就是說該數(shù)據(jù)的“偏移量%N=0”。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)變量都是按定義的先后順序來排放的。第一個數(shù)據(jù)變量的起始地址就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的起始地址。結(jié)構(gòu)體的成員變量要對齊排放（對于非對齊成員需要在其前面填充一些字節(jié)，保證其在對齊位置上），結(jié)構(gòu)體本身也要根據(jù)自身的有效對齊值圓整(就是結(jié)構(gòu)體總長度需要是結(jié)構(gòu)體有效對齊值的整數(shù)倍)。

通過上面的分析，對結(jié)構(gòu)體進行字節(jié)對齊，我們需要知道四個值：

• 指定對齊值：代碼中指定的對齊值，記為packLen；
• 默認對齊值：結(jié)構(gòu)體中每個數(shù)據(jù)成員及結(jié)構(gòu)體本身都有默認對齊值，記為defaultLen；
• 成員偏移量：即相對于結(jié)構(gòu)體起始位置的長度，記為offset；
• 成員長度：結(jié)構(gòu)體中每個數(shù)據(jù)成員的長度（注結(jié)構(gòu)體成員為補齊之后的長度），記為memberLen。

及兩個規(guī)則：

1.對齊規(guī)則：
offset % vaildLen = 0，其中vaildLen為有效對齊值vaildLen = min(packLen, defaultLen)；

2.填充規(guī)則：
如成員變量不遵守對齊規(guī)則，則需要對其補齊；在其前面填充一些字節(jié)保證該成員對齊。需填充的字節(jié)數(shù)記為padLen：

padLen = getPadLen(offset , defaultLen);
int getPadLen(int offsetLen, int defaultLen)
{
  int vaildLen = min(packLen,defaultLen);
  if(0 == vaildLen || 0 == offsetLen % vaildLen)
  {
    return 0;
  }
  return vaildLen - (offsetLen % vaildLen);
}

結(jié)構(gòu)體對齊算法思想：深度優(yōu)先填充

先對齊內(nèi)層結(jié)構(gòu)體；
對每個數(shù)據(jù)成員計算其defaultLen、memberLen和offset；

再遍歷每個數(shù)據(jù)成員時計算；
對于基本數(shù)據(jù)類型成員defaultLen=memberLen；對于結(jié)構(gòu)體成員defaultLen等于它的所有成員的最大的memberLen；
遍歷時對成員的memberLen進行累加，得到當前成員的offsetLen；
運用對齊及填充規(guī)則：在當前結(jié)構(gòu)體成員前填充padLen個字節(jié)；

舉例說明：

struct{

 short a;

 short b;

 short c; }A; sizeof(A) = 6; 

(vc6與gcc相同)

struct{

 long a;

 short c; }A; sizeof(A) = 8;

(vc6與gcc相同), 它的內(nèi)存分配為: a1 a2 a3 a4 , c1 c2 x x(a1為a的第一個字節(jié)，x為補齊字節(jié)，下同)

struct{

int a;

char b;

short c; }A;

sizeof(A) = 8;

A的內(nèi)存分配為:

 a1 a2 a3 a4, b1 x c1 c2

struct{

char a;

int b;

short c; }A1;

sizeof(A1) = 12;

(vc6與gcc相同)

A1的內(nèi)存分配為:

a1 x x x, b1 b2 b3 b4, c1 c2 x x

下面是更復雜的情況，結(jié)構(gòu)體作為成員

struct{

int a;

doubl b;

short c; }A; // sizeof(A) = 24 (vc6與gcc相同)

struct{

  char a,b;

int c;

double d;

short e;

struct A h;

}B;

sizeof(B) = 48 //(vc6與gcc相同)

A的內(nèi)存分布:

a1 a2 a3 a4 x x x x, b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b7, c1 c2 x x x x x x

B的內(nèi)存分布:

a1 b1 x x, c1 c2 c3 c4 , d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8, e1 e2 x x x x 

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