C 堆栈上数据的对齐方式是什么？

我读了K&R C（第二版）185p，其中一部分很难理解

尽管机器各不相同，但每台机器都有一个限制性最强的类型：如果限制性最强的类型可以存储在特定的地址，则所有其他类型也可以。在某些机器上，限制性最强的类型是双精度的；在其他情况下，int或long就足够了

我想
大多数现代计算机都是字节可寻址的（通过wiki）。最小的数据类型char足以适合任何堆栈区域。因此，所有数据类型都适合任意堆栈位置。但为何会有这样的限制呢

在类似问题中

CPU通常要求（或更有效地工作，如果）某些类型的数据存储在某个（二的幂）值的倍数的地址

这就解释了我的问题。但我不明白。这是否意味着堆栈中二次幂（2，4，8，16，…，1024，2048，…）的某些地址需要某些类型？

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若然，原因为何？或者，如果我错了，它指的是什么？

对齐数据有两个原因：

• 硬件要求。某些机器只有在正确对齐的情况下才能访问内存中的数据。当然，您可以执行多次读取，并使用一些位算法模拟从任何地址读取，但这将对性能造成破坏
• 表演。即使机器可以访问任何地址的任何数据，如果数据适当对齐，其性能也可能会更好

当然，这可能因机器而异，但“适当对齐”通常意味着N位数据的地址可以被N/8整除

因此，在一台需要对齐的机器上，32位

int

将被放置在一个可被4整除的内存地址上，64位指针将被放置在一个可被8整除的内存地址上，以此类推

您可以在结构中看到这一点

#包括
#包括
类型定义结构{
uint32_t u32；
void*p；
uint8_t u8；
}结构；
内部主（空）{
结构；
printf（“%p\n”，（void*）和s.u32）；
printf（“%p\n”，（void*）和s.p）；
printf（“%p\n”，（void*）和s.u8）；
printf（“%p\n”，（void*）（&s+1））；
printf（“0x%zx\n”，大小f）；
}

$gcc-Wall-Wextra-pedantic a.c-o a&&a
0x7ffef5f775d0
0x7ffef5f775d8
0x7ffef5f775e0
0x7ffef5f775e8
0x18

这意味着我们有：

0123456789abcdef01234567
+-------+-------+---------------+-+-------------+ 
|u32 | XXXXXXX | p |*| xxxxxxxxxxxx |*=u8
+-------+-------+---------------+-+-------------+X=未使用

注意

u32

和

p

之间浪费的空间。就是这样，

p

正确对齐

还要注意

u8

之后浪费的空间。这样，当您有一个数组时，结构本身就正确对齐了。如果没有最后的填充，数组第二个元素的

u32

和

p

将无法正确对齐

最后，请注意使用

typedef结构{
uint32_t u32；
uint8_t u8；
void*p；
}结构；

将导致更小的结构

01123456789abcdef
+-------+-+-----+---------------+
|u32 |*| XXXXX | p |*=u8
+-------+-+-----+---------------+X=未使用

哇，我明白了！你的回答甚至解释了结构的填充。关于你的第一个例子（大结构），我有一个问题。在该结构中，对齐是（4（u32）、4（x）、8（p）、1（u8）、7（x）），如果我们有一个数组，则相同的对齐将继续。但也可以在末尾设置3个字节的填充，而不是7个字节。然后两个模式将被重复为（（4，4（填充），8，1，3（填充）），（4，8，1，3（填充）））。也可以使用某些系统吗？Re“但也可以在末尾设置3字节的填充，而不是7”，否。结构的大小需要可以被其最大对齐限制整除。我们的情况是8。而且

0x14

不能被8整除。让我们用一个例子来说明这是为什么。假设数组从地址0x1000开始<代码>a[0]。u32将位于0x1000（正常），

a[0]。p

将位于0x1008（正常），

a[1]。u32

将位于0x1014（正常），但

a[1]。p

将位于0x101C（不正常）。额外的四个字节的填充将

a[1].u32

推送到0x1018（正常），将

a[1].p

推送到0x1020（正常）