C++ C/C+中的内存对齐+；

我正在读游戏编码第四版。有一个关于记忆对齐的话题。在下面的代码中，作者说第一个结构非常慢，因为它既不是位对齐的，也不是字节对齐的。第二个不是位对齐的，而是字节对齐的。最后一个很快，因为两者都有。他说，如果没有pragma，编译器将对齐内存本身，从而造成内存浪费。我真的无法计算

这是正文的一部分：-

如果让编译器通过添加未使用的代码来优化SlowStruct 字节，每个结构将是24字节，而不是14字节。七 在第一个char变量之后填充额外的字节，并且 剩余字节添加到末尾。这确保了整个 结构总是从8字节边界开始。大约40% 所有这些都是由于对成员变量的不小心排序造成的

以下是粗体结尾行：-

不要让编译器浪费宝贵的内存空间。放一些你的 脑细胞工作并调整自己的成员变量。

请给我看一下计算结果，并更清楚地解释填充概念

代码：-

#pragma pack(push, 1)
struct ReallySlowStruct
{
    char c : 6;
    __int64 d : 64;
    int b : 32;
    char a : 8;
};

struct SlowStruct
{
    char c;
    __int64 d;
    int b;
    char a;
};

struct FastStruct
{
   __int64 d;
   __int b;
   char a;
   char c;
   char unused[2];
};
#pragma pack(pop)

---

书中给出的示例高度依赖于所使用的编译器和计算机体系结构。如果你在自己的程序中测试它们，你可能会得到与作者完全不同的结果。我将假设一个64位的体系结构，因为根据我在描述中读到的内容，作者也会这样做。 让我们逐一看一下示例：

ReallySlowStruct 如果使用的编译器支持非字节对齐的结构成员，“d”的开头将位于结构第一个字节的第七位。听起来很有利于节省内存。问题是，C不允许位寻址。因此，为了将newValue保存到“d”成员，编译器必须执行大量的位移位操作：将“newValue”的前两位保存为字节0，向右移位6位。然后将“newValue”两位向左移位，并从字节1开始保存。字节1是一个未对齐的内存位置，这意味着大容量内存传输指令无法工作，编译器必须一次保存每个字节

SlowStruct 情况好转了。编译器可以消除所有的位篡改。但是写入“d”仍然需要一次写入每个字节，因为它没有与本机的“int”大小对齐。64位系统上的本机大小为8。因此，每个不能被8整除的内存地址一次只能访问一个字节。更糟糕的是，如果我关闭打包，我将浪费大量的内存空间：每个后跟int的成员都将填充足够的字节，以使整数从一个可被8整除的内存位置开始。在这种情况下：字符a和c都将占用8个字节

FastStruct 这与目标计算机上int的大小一致。“d”应该占用8个字节。因为字符都捆绑在一个地方，所以编译器不会填充它们，也不会浪费空间。每个字符只有1个字节，所以我们不需要填充它们。整个结构的总大小为16字节。可除以8，因此无需填充

---

在大多数情况下，您不必担心对齐，因为默认对齐已经是最佳的。但是，在某些情况下，通过为数据结构指定自定义对齐方式，可以显著提高性能或节省内存

在内存空间方面，编译器以一种自然对齐结构中每个元素的方式填充结构

struct x_
{
   char a;     // 1 byte
   int b;      // 4 bytes
   short c;    // 2 bytes
   char d;     // 1 byte
} bar[3];

struct x

由编译器填充，因此成为：

// Shows the actual memory layout
struct x_
{
   char a;           // 1 byte
   char _pad0[3];    // padding to put 'b' on 4-byte boundary
   int b;            // 4 bytes
   short c;          // 2 bytes
   char d;           // 1 byte
   char _pad1[1];    // padding to make sizeof(x_) multiple of 4
} bar[3];

---

来源：

它既不是位对齐的，也不是字节对齐的。位对齐？我不明白，C中的最小可寻址地址是一个字节，不是吗？.related/dupe:还有这个wiki:@KeineLust我说错了。它未在位边界对齐。@NathanOliver我正在检查您提供的链接，我将查看是否还有任何疑问。谢谢大家，谢谢你们回答我的问题。刚才我从不同的链接运行了一些代码，在书中给出了这些代码，并运行了一些实验。我清楚地知道，填充并没有特定的标准。但作者暗示，为了提高性能，应该以适当的方式了解编译器填充规则和顺序声明。你的回答也非常有用。谢谢。我犯了FastStruct代码中的错误。我忘了添加64 int var。对不起。请相应地更新答案。感谢您更正答案。我感谢你的帮助，现在我相信我已经理解了这个话题。再次感谢。在您对FastStruct的解释中，您提到“b”占用8个字节。那不应该是“d”吗？