详解struct、class中成员变量的字节对齐

 看下面这个题目：



 

关于该题目的解释：

   首先是要弄清楚是在64位平台下，其次考虑字节对齐！

   第一：（粗略简要考虑）

               在64位系统下，地址占64位，即指针占64位，8个字节
               所以，*p所占的内存是这要的：
               a：本身占1个字节，字节对齐占7个字节，共8个字节；
               d：64位指针，占8字节；
               b：占32位，4个字节；
               c：16 ：占16位，2个字节，字节对齐占2个字节，共4个字节；
               e：64位，8个字节；

               8 + 8 + 4 + 4 + 8 = 32。
    
        第二：仔细考虑字节对齐的由来，精确每个变量的内存空间：
 
                字节对齐：

                     1) 结构体的首地址   能够被   其最宽基本类型成员的大小   所整除；
                     2) 结构体每个成员  相对于 结构体首地址的偏移量   都是 该成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在成员之间加上填充字节；(当成员大小大于处理器位数时，偏移量应该为系统中最宽类型成员大小的整数倍)
                     3) 结构体的总大小 为结构体 最宽基本类型成员大小  的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员之后加上填充字节。(如果结构体最大成员的大小大于处理器位数，侧结构体的总大小为系统中最宽类型成员大小的整数倍)
 
                再来看这道题：
                      a占一个字节（注：地址为[0]）；
                      d作为64位指针占8个字节（注：32位占四个字节，p也一样）（注：根据上面的准则2，d的偏移量要为8的整数倍，所以d的地址为[8]-[15]，而非[1]-[8]，下同）；
                      b占了4个字节（注：地址为[16][19]）；
                      c指定为16为，占了两个字节（注：地址为[20,21]）；
                      e占8个字节，（同d的分析一样，e的地址应该为[24][31]）。
                            所以A的答案应该是8，B的答案是32，C正确，D的答案为8。
 
利用VS工具查看（http://blog.csdn.net/songshimvp1/article/details/51253387）：



（32位情况下）

再来看下面几个例子：
（1）

class A1
{
double d;
int a;
int b;
char c;
};

A1类的内存结构：



（2）调整一下成员顺序，再看一下：

class A1
{
char c;
int a;
int b;
double d;
};

A1类的内存结构：



 

（3）

class Base
{
private:
int val;
char c1;
char c2;
char c3;
};

（4）再来看一下继承中的情况：

class A
{
private:
int val;
char c1;
};

class B:public A
{
private:
char c2;
};

class C :public B
{
private:
char c3;
};

 



       从第二张图，我们可以看到类的内存结构完全印证了上述“字节对齐准则”！各个数据成员不一定得连续排列，由于边界调整可能就需要填补一些bytes（无论是在中间还是在末尾）。

（5）对比一下不同对齐方式下的内存结构：

A. 以4字节对齐：



B. 以8字节对齐：



（ 结构体每个成员  相对于 结构体首地址的偏移量   都是 系统要求字节对齐位数 或者 该成员大小的整数倍）