内存对齐问题

zxrjkl

在struct、class中编译器会进行内存对齐，如

1. #include <stdio.h>
   
2. typedef struct
   
3. {
   
4. char a;
   
5. int b;
   
6. int c;
   
7. } A;
   
8. typedef struct
   
9. {
   
10. char a;
    
11. short b;
    
12. int c;
    
13. } B;
    
14. int main()
    
15. {
    
16. printf("%d\t%d\n", sizeof(A), sizeof(B));
    
17. return 0;
    
18. }
    

复制代码

结果是：12    8
但为什么short的对齐是2而不是int的4；（对齐方式是与sizeof成正比）
为什么这样对齐效率才高？

wjefen

对齐一般都是以4字节为单位的，现在的PC一般都是32位，很多指令都是以1个字进行操作的，所以对齐后效率会较高，如果跨字的，有些一个节拍可以完成的就要花2个节拍才能完成。。。
还有short  2个字节的，是因为前面是一个1字节，所以会连在一起的，对齐并不是每个类型都以4个字节算的。。。比如你定义了2个char的，那么这2个char一般也是连续的

zxrjkl

回复 2# wjefen

我的机子是64位的

zxrjkl

我想起来了；
汇编中的mov,add等指令都有1，2，4字节的，它们的寻址应该是只能寻1，2，4的倍数更快，
那float,double,long double又是为什么这样对齐的？
我的x86_64_linux-gcc上float,double,longdouble 分别是4，8，16字节，
对齐也分别是4，8，16

pengjianbokobe

回复 1# zxrjkl


    说实话，我有点看不懂你想说什么，第二个结果不是8的话，你觉得应该是多少？

zxrjkl

回复 5# pengjianbokobe
结果我也知道；
我想知道为什么对齐的位数是这么多，而不是别的数字如8；
如把short也对齐到8字节的整数倍上，而不只是2的整数倍

zxrjkl

我看了一下double相加和long double相加的汇编结果，原来它们都是有一条指令实现的，
所以，double要对齐到8，long double对齐到16，但这个汇编结果我看不懂，请教大牛：
这是long double相加的；

1.         fldt        -48(%rbp)
   
2.         fldt        -32(%rbp)
   
3.         faddp        %st, %st(1)
   
4.         fstpt        -16(%rbp)

复制代码

这种指令有谁懂吗？

star1983653

给你说了方便理解的方法：
    比如内存按4字节对齐。你把4字节的空间当个有个4个格子的容器。
    这样对于struct A: 成员a是char，是1个字节，就这样4个格子只剩下3个了;而成员b是4个字节，3个格子放不下，并且b又不能拆开，所以只有用个新的容器去放。c也是4个字节，再拿的新的容器去放。这样为了装下A所有的成员，用了3个容器，每个容器4个格子，一共用了12个格子。
    对于struct B:成员a是char ,1个字节。放进去后还有3个格子。成员b是short，2个字节，能装到剩下的3个格子里。这样还有1个格子。成员c是int ，4个格子。1个格子装不下，并且c又不能拆开,所以只有用个新的容器去放。这样为了装下B所有的成员，用了2个容器，每个容器4个格子，一共用了8个格子。
所以结果是12 ，8 。
说了乱了点，能明白就好。
这是在编译器默认的结构排布方式下的。

32位机器，32位地址，内存4字节对齐是充分考虑了读写效率和存储效率的。当然你一定要用非主流的对齐方式也没问题，不过那时候感觉机器运行速度慢，别骂人就行。

32位的程序，用8字节对齐，很浪费内存的。即使你CPU是64位的。

zxrjkl

回复 8# star1983653
懂了，就是要兼顾时间和空间，
那如果我都按一个比较大的数对齐，如16；
那速度会不会更快一点

star1983653

那你觉得32位机器，能一次读16个字节吗？？