1、什么是对齐？

现代计算机中内存空间都是按照字节（byte）划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序地一个接一个地排放，这就是对齐。

2、为什么要对齐？

为了提高效率，计算机从内存中取数据是按照一个固定长度的。以32位机为例，它每次取32个位，也就是4个字节（每字节8个位）。字节对齐有什么好处？以int型数据为例，如果它在内存中存放的位置按4字节对齐，也就是说1个int的数据全部落在计算机一次取数的区间内，那么只需要取一次就可以了。如图a-1。如果不对齐，很不巧，这个int数据刚好跨越了取数的边界，这样就需要取两次才能把这个int的数据全部取到，这样效率也就降低了。

内存对齐是会浪费一些空间的。但是这种空间上得浪费却可以减少取数的时间。这是典型的一种以空间换时间的做法。空间与时间孰优孰略这个每个人都有自己的看法，但是C语言既然采取了这种以空间换时间的策略，就必然有它的道理。况且，在存储器越来越便宜的今天，这一点点的空间上的浪费就不算什么了。

需要说明的是，字节对齐不同的编译器可能会采用不同的优化策略。

3、如何实现对齐？

在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。

在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储（成员之间可能有插入的空字节），第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

C编译器缺省的结构成员自然对界条件为“N字节对齐”，N即该成员数据类型的长度。如int型成员的自然对界条件为4字节对齐，而double类型的结构成员的自然对界条件为8字节对齐。若该成员的起始偏移不位于该成员的“默认自然对界条件”上，则在前一个节面后面添加适当个数的空字节。

C编译器缺省的结构整体的自然对界条件为：该结构所有成员中要求的大自然对界条件。若结构体各成员长度之和不为“结构整体自然对界条件的整数倍，则在后一个成员后填充空字节。

例子1（分析结构各成员的默认字节对界条界条件和结构整体的默认字节对界条件）:

struct Test

{

char x1; // 成员x1为char型(其起始地址必须1字节对界)，其偏移地址为0

char x2; // 成员x2为char型(其起始地址必须1字节对界，其偏移地址为1

float x3; // 成员x3为float型(其起始地址必须4字节对界)，编译器在x2和x3之间填充了两个空字节，其偏移地址为4

char x4; // 成员x4为char型(其起始地址必须1字节对界)，其偏移地址为8

};

因为Test结构体中，大的成员为flaot x3，因些此结构体的自然对界条件为4字节对齐。则结构体长度就为12字节，内存布局为1100 1111 1000。

例子2：

#include

typedef struct

{

int aa1; //4个字节对齐 1111

char bb1;//1个字节对齐 1

short cc1;//2个字节对齐 011

char dd1; //1个字节对齐 1

} testlength1;

int length1 = sizeof(testlength1); //4个字节对齐，占用字节1111 1011 1000,length = 12

typedef struct

{

char bb2;//1个字节对齐 1

int aa2; //4个字节对齐 01111

short cc2;//2个字节对齐 11

char dd2; //1个字节对齐 1

} testlength2;

int length2 = sizeof(testlength2); //4个字节对齐，占用字节1011 1111 1000,length = 12

typedef struct

{

char bb3; //1个字节对齐 1

char dd3; //1个字节对齐 1

int aa3; //4个字节对齐 001111

short cc23;//2个字节对齐 11

} testlength3;

int length3 = sizeof(testlength3); //4个字节对齐，占用字节1100 1111 1100,length = 12

typedef struct

{

char bb4; //1个字节对齐 1

char dd4; //1个字节对齐 1

short cc4;//2个字节对齐 11

int aa4; //4个字节对齐 1111

} testlength4;

int length4 = sizeof(testlength4); //4个字节对齐，占用字节1111 1111,length = 8

int main(void)

{

printf("length1 = %d.\n",length1);

printf("length2 = %d.\n",length2);

printf("length3 = %d.\n",length3);

printf("length4 = %d.\n",length4);

return 0;

}