C中内存对齐的总结

按最大的union中的情况分配，然后再看对齐方式补齐。

  本来，一般是不自己计算sizeof的，知道内存对齐会对sizeof有影响，所以从来不手算，而是代码里写上sizeof。今天又看到http://blog.vckbase.com/smileonce/archive/2005/08/08/10658.html，翻来了http://blog.vckbase.com/billdavid/archive/2004/06/23/509.html ，自己想想还是也记录一下，万一以后自己真的也要计算sizeof，忘了，还能有个提示，也给不是很明白的朋友一个参考。
struct sample1
{
    char a;        /// sizeof(char) = 1
    double b;    /// sizeof(double) = 8
};
///default(  缺省#pragam pack(8) ——VC6和VC71，其它编译器，个人未知 )
    ///1+8 = 9 —> 16(  8 < 9 < 16  )

#pragma pack( 4 )
    ///1+8 = 9 —> 12(  8 < 9 < 12  )

#pragma pack( 2 )
    ///1+8 = 9 —> 10(  8 < 9 < 10  )

#pragma pack( 1 )
    ///1+8 = 9 —> 9

#pragma pack( 16 )
    ///1+8 = 9 —> 16(  16—>8 ---- 8 < 9 < 16  )

struct sample2
{
    char a;     ///1
    int b;        ///4
};
#pragma pack( 8 )
    /// 1 + 4  = 5 —> 8(  8 —> 4  )

#pragma pack( 16 )
    /// 1 + 4 = 5 —> 8( 16 —> 4  )

    说明：#pragma pack告诉编译器进行内存边界对齐，一般都是采用编译器的设置对整个项目采用同一对齐方案，而且通常为缺省8字节对齐。

/以下内容于 2005-12-10 添加/

    今天又看到以前测试的一段代码，突然不明白了起来，又稍写了几个测试。
struct sample3
{
    char a;  ///1
    int b;    ///4
    char c;  ///1
};
///default                  ///12
#pragma pack( 4 )   ///12
#pragma pack( 2 )   ///08
#pragma pack( 1 )   ///06
#pragma pack( 16 ) ///12

    原来，其实编译器，根据对齐指示的对齐字节和最大成员的字节，对每个成员进行了对齐：编译器会取对齐指示和最大成员字节中较小的一个用于补齐其它成员。那么，上面的sample1/2/3也就都在情理之中了。为了证实这点，我们还再看一个例子：
struct sample4
{
    char a;      ///1
    int b;         ///4
    double c;  ///8
    char d;      ///1
};
///default:                ///8+8+8+8 = 32
#pragma pack( 4 )   ///4+4+8+4 = 20
#pragma pack( 2 )   ///2+4+8+2 = 16
#pragma pack( 1 )   ///1+4+8+1 = 14
#pragma pack( 16 ) ///8+8+8+8 = 32
而实际上，编译器给出的值是：24、20、16、14、24
那么说明我错了。注意一下，我发现char a,int b加起来也才5<8，难到编译器进行了联合对齐？
struct sample5
{
    char a;      ///1
    double c;  ///8
    int b;         ///4
    char d;      ///1
};
编译器给出结果：24、20、16、14、24

    这用联合对齐的解释正好符合，我又试验了不同的数据，发现这个结论并不太准确确。于是，我输出了每一个对象成员地址进行分析。由于试验数据量很大，这里就不列出了。

最后得到了以下结论：
    1. 成员的对齐是按声明顺序进行的；
    2. 对齐值由编译指示和最大成员两者较小的值决定；
    3. 未对齐到对齐值的成员一起形成块对齐（联合对齐）；
    4. 上一个（下一个）对齐采用自己较大则不变，自己较小则填充自己对齐到上一个（下一个）大小；
    5. 每成员对齐：如果前面已对齐到对齐值，下一个对齐自己。如果前面未对齐到对齐值，如果加上下一个成员不大于对齐值，下一个对齐自己，否则填充自己块对齐到对齐值。
    6. 最后还未对齐到对齐值的，填充空间块对齐到对齐值。

从这些结论，可以得到：
    1. 以上的对齐原则其实是尽量整齐排列、尽量节省内存。
    2. 声明成员应该尽量避免不同类型错杂开来，最好采用从小到大或者从大到小的顺序（错开后，会因为上对齐和下对齐而增加填充开销）。
    3. 编译器缺省采用8字节对齐主要是因为最大基本类型为8自己（以前自己不明白，在论坛提过问，后来，以为是SSE指令的原因）。
    4. 手算sizeof是没有必要的，负责的（可以先对齐出对齐块，用块数乘对齐值）。