什麼是記憶體對齊

一個很簡單的問題，我們都知道，在32位作業系統中，int是4個bytes，char是1個bytes，那麼一個結構體中，如果有1個int，又有一個char,這個結構體佔用的記憶體是否為5個bytes呢？我們透過一段程式碼測試一下。

//32位系統 #include<stdio.h> struct{    int x;    char y;    int z;}s;int main(){    printf("%d\n",sizeof(s);    return0;}

當我們執行這個程式，發現輸出的結果並不是9，而是12，這就是記憶體對齊。作業系統在編譯的過程中，會以結構體中成員的最大值作為其對齊的值。在上述例子中，雖然char只佔一個bytes，但是接下來的z需要從對齊值的倍數開始申請，也就是作業系統會跳過5，6，7（base0），從8開始為z申請記憶體。

這是因為作業系統在資料讀取的時候，其實並不是一個位元組一個位元組進行讀取的，而是一段一段進行讀取，我們假如是4bytes。假如我們要讀取一個int，這個int是從第1位到第4位。那麼讀取的時候會發生什麼事情呢？首先我們需要先讀第一塊資料，然後讀取後三位的資料。接下來，讀取第二塊資料，然後只取第一位的資料。最後將兩次的資料組合起來，就是我們想要的一個數據。

對於作業系統來說，這種處理資料的方式並不是特別地高效。我們都知道，在計算機領域，有一個特別有名的最佳化手段，就是空間換時間。我們透過記憶體對齊，直接跳過部分空的位元組，然後一次性讀取所需資料。

記憶體對齊的規則如下，基本型別的對齊值，其實就是他們的sizeof值。而結構體的對齊值，就是結構體中最大的對齊值。

那麼，知道記憶體對齊了之後，有什麼作用呢？假如我們的一個結構體有1個int，兩個char, 那麼不同的排列順序，會造成結構體的大小不一致。

我們注意到，不同的排列順序最終會讓結構體佔用不同的記憶體。雖然這些只是非常小的細節，但是在開發過程中，假如我們能夠注意到這些細節，必將事半功倍。