1. 作用和意义：

C语言中字节对齐的作用不仅是便于CPU的访问，提高程序的执行效率，同时合理的利用字节对齐可以有效地节省存储空间，减少内存的消耗；

2. 字节对齐原则：

结构体字节对齐的细节和具体编译器实现相关，但一般而言满足三个准则：

1). 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；

2). 结构体每个成员相对结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节(internal adding)；

3). 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；会在最末一个成员之后加上填充字节{trailing padding}。

3. 对齐方法：

（1）. 使用pragma宏指令来指定对齐的字节个数。

#pragma pack(N) /*人为指定，指定值N必须为2的幂次方（1，2，4，8.......） */

#pragma pack (1) /* 指定按1字节对齐 */

#pragma pack () /* 取消指定对齐，恢复为默认4字节对齐*/

（2）. 使用GNU __attribute__伪指令：

__attribute__((aligned(n))): 让所作用的数据成员对齐在n字节的自然边界上；如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐；

__attribute__((packed)): 取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。

3）. attribute((aligned(n))) 与 #pragma(pack(n))的区别:

a. #pragma(pack(n))定义的是最大对齐边界，可以用来修饰结构体和基本变量；

attribute((aligned(x)))定义的是最小对齐边界，可以用来修饰结构体和基本变量；

b. #pragma pack(n) 的作用范围是整个文件，也就是说结构体本身和结构体成员都需要遵守这个对齐规则； attribute((aligned(x)))只局限于某个变量；作用范围如果是用在结构体上，则对齐规则只限于结构体本身，其内部的成员变量不遵循此规则;

4. 实例说明：

--------------------------------例子1：
---------------------------------

	#pragma pack(2)
	//#pragma pack()

	typedef struct __student1
	{
	   char   t1;
	   short  t2;
	   float  t3;
	   char   t4;
	}STU1;

	typedef struct __student2
	{
	   char   t1;
	   short  t2;
	   float  t3;
	   char   t4;
	}__attribute__((aligned(4))) STU2;

	typedef struct __student3
	{
	   char   t1;
	   short  t2;
	   float  t3;
	   char   t4;
	}__attribute__((packed)) STU3;

	int main(int argc, char **argv)
	{
			printf ("sizeof(STU1):%d. sizeof(STU2):%d.sizeof(STU3):%d ====\n",
							sizeof(STU1), sizeof(STU2), sizeof(STU3));

			return 0;

	}

结果：sizeof(STU1):10. sizeof(STU2):12.sizeof(STU3):8 ====

分析过程：

1) 由于编译器默认情况下会对这个struct作自然边界对齐，结构的第一个成员t1，其偏移地址为0，占据了第1个字节;

2) 第二个成员t2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在t2和t1之间填充了一个空字节;

3) 第三个成员t3和第四个成员t4恰好落在其自然边界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节;

4) 对于结构体STU1来说，由于使用了pragma pack(2)，结构体的自然边界条件为2字节，因此在成员t4后面填充了2个空字节;

总字节数为：2+2+4+2 = 10个；

5) 对于结构体STU2来说，由于使用了 __attribute__((aligned(4)))来进行限定，所以按4字节对齐：

t1 + t2 为3个字节，所以t2和t3间填充一个字节；

总字节数为：4+4+4 = 12；

6) 对于结构体STU3来说，取消了字节对齐，按变量的实际字节数来填充，所以：

总字节数为：1 + 2 + 4 + 1 =8

--------------------------------例子2：---------------------------------

对齐方式强调说明：

编译器中提供了 #pragma pack(n)来设定变量以n 字节对齐方式; __attribute__((aligned())设置结构体的最小值；

---n 字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况：

a. 如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏移量必须满足默认的对齐方式，

b. 如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。

---结构的总大小也有个约束条件，分下面两种情况：

a. 如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数；

b. 否则必须为n的倍数。

		#pragma pack(2)
		//#pragma pack()

		typedef struct __test1
		{
		   char    a;
		   double  b;
		   char    c;
		   int     d;
		}TEST1;

		typedef struct __test2
		{
		   char    a;
		   double  b;
		   char    c;
		   int     d;

		}__attribute__((aligned(32))) TEST2;

		typedef struct __test3
		{
		   char    a;
		   double  b;
		   char    c;
		   int     d;
		}__attribute__((packed)) TEST3;
		#pragma pack(pop)

		int main(int argc, char **argv)
		{
				printf ("sizeof(STU1):%d. sizeof(STU2):%d.sizeof(STU3):%d ====\n",
						sizeof(TEST1), sizeof(TEST2), sizeof(TEST3));

				return 0;
		}

结果：sizeof(STU1):16. sizeof(STU2):32.sizeof(STU3):14

分析说明：

1) #pragma pack(push,2) 将编译器的最大对齐边界设置为 2;

2) 以 2 为最大对齐边界后，test 的内存对齐情况(先不考虑 aligned 属性)：

---a变量和b变量间需要填充1个字节；b变量占8个字节；

---c变量起始以2字节对齐，d变量和c变量间填充一个字节；

所以总字节数为：1+1 + 8 + 1+1 +4 = 16

3）最后来看 aligned 属性，由于aligned 属性设置的是最小对齐值，也就是说当前类型或变量的对齐值要大于或等于aligned 属性设置的对齐值，所以编译器重新设置 test类型的对齐值为32，则test struct需要填充16B。所以结果就是32个字节。

C语言开发技巧---字节对齐（c语言字节对齐规则）

1. 作用和意义：

2. 字节对齐原则：

3. 对齐方法：

4. 实例说明：

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