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本文所有內容在建立在一個前提下：使用VC編譯器。著重點在于：VC的內存對齊準則；同樣的數據， 不同的排列有不同的大小，另外在有虛函數或虛擬繼承情況下又有如何影響？

內存對齊？！What？Why?

對于一臺32位的機器來說如何才能發揮它的最佳存取效率呢？當然是每次都讀4字節（32bit）（一個字節8位，一次讀取4個字節，剛好滿負荷讀取）, 這樣才可以讓它的bus處于最高效率。實際上它也是這么做的，即使你只需要一個字節，它也是 讀一個機器字長（這兒是32bit）。更重要的是，有的機器在存取或存儲數據的時候它要求數據 必須是對齊的，何謂對齊？它要求數據的地址從4的倍數開始，如若不然，它就報錯。還有的機 器它雖然不報錯，但對于一個類似int變量，假如它橫跨一個邊界的兩端，那么它將要進行兩次 讀取才能獲得這個int值。比方它存儲在地址為2~5的四個字節中，那么要讀取這個int，將要 進行兩次讀取，第一次讀取0~3四個字節，第二次讀取4~7四個字節。但是如果我們把這個整 形的起始地址調整到0,4,8…呢？一次存取就夠了！這種調整就是內存對齊了。我們也可以依次 類推到16位或64位的機器上。

邊界該如何調整

對于32位的機器來說，它當然最渴望它的數據的大小都是4 Byte或者4的倍數Byte，這樣它就能 最有效率的存取數據，當然如果數據小于4Byte,那也是沒問題的。那么編譯器要做的便是盡量滿 足這個要求。

這兩天我斷續對VC做了一些實驗，并總結如下三條準則，你要明白的是這并非來自微軟的官方文 檔，但我自以為這些準則或許不全但應該都是正確的：

• 變量存放的起始位置²應為變量的大小與規定對齊量¹中較小者的倍數。例如，假 設規定對齊量為4，那么char（1byte）變量應該存儲在偏移量為1的倍數的地方，而整形變 量（4byte）則是從偏移量為4的倍數的地方，而double（8 byte）也同樣應存儲在偏移量為 4的倍數的地方，為什么不是8？因為規定對齊量默認值為4，而4 < 8。在VC中默認對齊量 為8，而非4。
• 結構體整體的大小也應該對齊，對齊依照規定對齊量與最大數據成員兩者中較小的進行。
• Vptr影響對齊而VbcPoint(Virtual base class pointer)不影響。

一個實例

對于類T：

class T{char c;int i;double  d;};

將其sizeof輸出后的大小為16，其內存布局如圖T.變量c從偏移量為0開始存儲，而整形i第一個 符號條件的偏移量為4，double型d的第一個符號條件的為8。整個對象的大小為16，不需要再進 行額外的對齊。

圖T（類T 的內存布局） :

同樣的數據，不同的大小

再看類L,它與T存儲同樣類型的數據，僅僅是順序不同罷了，那么它sizeof輸出的大小是多少呢?

類L:

class L{char c;double  d;int i;};

它sizeof后的結果或許會令你大吃一驚，或許不會（如果你有認真讀前面的兩條準則）。L sizeof后的結果是24！同樣是一個int，一個char，一個double卻整整多出了8個字節。這期間 發生了什么？我們依據前面兩條規則來看看。C存儲于0的位置，1~7都不能整除8，所以d存儲 在8~15，16給i正好合適，i存儲在16~19。總共花費了20個字節，抱歉不是8的倍數，還得補 齊4個。現在你可以看看圖L的關于類L的內存布局，再比較一下類L和類T的內存布局。

圖L(類L的布局)

我得出了這樣一條并不權威的結論，因為我還沒聽有人這樣說過：在聲明數據成員的時候，將 最大字節數的變量放在最前面³,切忌不要將大小差距很大的類型交替聲明。

Vptr影響對齊而VbcPoint(Virtual base class pointer)不影響

前面的實例只涉及前兩條準則，現在我們來看看第三條的兩個實例：

class X{char a;};
class Y: virtual public X{};

Y的大小為:a占一個字節，VbcPoint（我稱他為虛基類指針）占四個字節。我們不論a與VbcPoint 的位置如何擺放，如果將VbcPoint等同于一個成員數據來看的話，sizeof(Y)都應該為8.實際上 它是5！就我目前的水平，我只能先將其解釋為VbcPoint不參與對齊。

對于vptr這個問題則不存在：

class X{char a;virtual int vfc(){};}

sizeof（X）的大小確實為8.

關于#pragma pack(n)

用#pragma pack(n)改變規定對齊量試試。