C++ 对未对齐数据的操作速度

据我所知，CPU在边界上对齐的基准与该基准的大小相等时性能最佳。例如，如果每个

int

数据的大小为4字节，则每个

int

的地址必须是4的倍数，以使CPU满意；与2字节

short

数据和8字节

double

数据相同。因此，

new

运算符和

malloc

函数总是返回8的倍数，因此是4和2的倍数

在我的程序中，一些用于处理大字节数组的时间关键型算法允许通过将每个连续的4个字节转换为

无符号int

来跨越计算过程，并且通过这种方式，运算速度要快得多。但是，字节数组的地址不能保证为4的倍数，因为可能只需要处理字节数组的一部分

据我所知，Intel CPU可以正确地处理未对齐的数据，但会以牺牲速度为代价。如果对未对齐数据的操作速度足够慢，则需要重新设计程序中的算法。在这方面，我有两个问题，第一个问题由以下代码支持：

// the address of array0 is a multiple of 4:
unsigned char* array0 = new unsigned char[4];
array0[0] = 0x00;
array0[1] = 0x11;
array0[2] = 0x22;
array0[3] = 0x33;
// the address of array1 is a multiple of 4 too:
unsigned char* array1 = new unsigned char[5];
array1[0] = 0x00;
array1[1] = 0x00;
array1[2] = 0x11;
array1[3] = 0x22;
array1[4] = 0x33;
// OP1: the address of the 1st operand is a multiple of 4,
// which is optimal for an unsigned int:
unsigned int anUInt0 = *((unsigned int*)array0) + 1234;
// OP2: the address of the 1st operand is not a multiple of 4:
unsigned int anUInt1 = *((unsigned int*)(array1 + 1)) + 1234;

因此，问题是：

在x86、x86-64和安腾处理器上，OP2比OP1慢多少（如果忽略类型转换和地址增量的成本）

在编写跨平台的可移植代码时，对于未对齐的数据访问，我应该关注哪些类型的处理器？（我已经知道RISC的情况）

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市场上的处理器太多，无法给出一个通用的答案。唯一可以肯定的是，一些处理器根本无法进行未对齐的访问；如果您的程序打算在同质环境（例如Windows）中运行，则这可能对您来说很重要，也可能不重要

在现代高速处理器中，未对齐访问的速度受其缓存对齐的影响可能大于其地址对齐的影响。在今天的x86处理器上，缓存线大小为64字节

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维基百科的一篇文章可能会提供一些一般性的指导：

你不能用一个简单的循环来回答你自己的问题1吗？@Blindy-OP可能无法访问具有这些架构的处理器。在真正的可移植代码中，甚至

anUInt1

的计算可能会失败，导致未定义的行为。在某些正常的、当前的平台上，对未对齐数据的内存访问将引发异常，并可能终止您的进程（至少是SPARC）。这在这里不能得到充分的回答。您需要测试、配置文件等。处理器必须获得两个字，可能有两个缓存故障（许多体系结构处理双重故障的能力很差），然后根据需要屏蔽/旋转这些字（可能需要几个ALU周期）。在“拼接”第二个值时，需要一个额外的内部寄存器来保存第二个值，而且该寄存器通常不容易访问，需要多个周期来加载或存储。很多复杂的逻辑，很多设计师都不愿意花盖茨来超高效地完成这项工作，如果它足够罕见的话。