字节对齐小结

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应3月下旬时候wencui大姐之邀，在此将字节对齐的问题小小总结一下。我并不打算把这个总结写成学究派那种苛求“回”字四样写法的样子，因此这里只是简要总结是什么、为什么的问题。我在其中给了几个最简单的小例子来说明这一问题，顺便说一句，我贼反感某些考试中在字节对齐上大做文章的手法——一个sizeof就能搞定的问题，装TMD什么孙子。

1. 什么是字节对齐以及为什么要字节对齐。所谓字节对齐就是C/C++编译器为了加速CPU寻址速度而采用的一种策略，通常的表现是将结构中某些不足CPU字长的成员填入若干字节的垃圾值使整个结构的大小成为CPU字长的整数倍。（所谓CPU的字长，可以简单地理解为一个sizeof(int)的大小。）
2. 字节对齐的例子。在此列出一段代码，附有相关注释，不多解释。 
   C++代码

   1. struct A // size: sizeof( int ) * 2   
   2. {   
   3.     char c;   
   4.     int  n;   
   5. };   
   6.   
   7. struct B // size: sizeof( int ) * 3   
   8. {   
   9.     char c1;   
   10.     int  n;   
   11.     char c2;   
   12. };   
   13.   
   14. struct C // size: sizeof( double ) * 2   
   15. {   
   16.     int    n;   
   17.     double lf;   
   18. };  
3. 可以说字节对齐是一种以空间换时间的做法。但如果某种情况下，程序员需要将struct A的10000个成员写入文件，那么在32位系统中，这个文件就会浪费30000个字节的空间，浪费率达到了37.5%。这时候的解决方式是改变默认的字节对齐方式，具体实现是利用了#pragma链接器指令。下面的例子使用了1字节的对齐，也就是不对齐。 
   C++代码

   1. #pragma pack( push, 1 )   
   2. struct D // size: 1 + sizeof( int )   
   3. {   
   4.     char c;   
   5.     int  n;   
   6. };   
   7. #pragma pack( pop )  

   该指令的使用方法不止此一种，更多信息请参考MSDN。

4. 1字节的对齐还有其它一些魔术般的作用，譬如可将指令的机器码写入某种结构，然后使之执行。ATL的CWndProcThunk就采用了这种手段，参见atlwin.h。

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