C++ 字节对齐
1. 缘起
来自BBS上的面试题目，struct{int a; char b;}的大小是多少？答案是8。上网看了下，是字节对齐。
2. 字节对齐的基本规则
首先，每种类型的变量的默认对齐长度都是自己的变量长度，比如：char占一个字节，那么对齐长度就是一个字节，int占四个字节，对齐长度就是四个字节，double占八个字节，对齐长度就是8。int的对齐长度为4的实际意义是，int变量必须存储在四的倍数的地址上。
那么对于struct{char b; int a}，其长度是8，因为b虽然只占用1个字节，但是a必须从4的倍数开始存储，因此b后面的3个字节都废掉了。因此一共需要8个字节才能把b和a存下来。
那么对于struct{int a; char b}，其长度还是8！晕菜了！原因如下：
字节对齐的细节和编译器实现相关，但一般而言，满足三个准则：
1) 结构体变量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（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）；
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（trailing padding）。
规则1是控制结构体变量的首地址的，与结构体变量的长度没关系。
规则2是控制结构体内每个变量的相对地址的，与结构体变量的长度有关系。
规则3是控制结构体总体长度的，与结构体变量的长度有关系。
正是由于第三条规则，结构体的长度必须是其最长的变量长度的整数倍，因此在上面的例子中，必须是4的整数倍，因此，是8。
如果结构体里面嵌套结构体就要注意了，结构体变量的起始地址只是其内部最宽的基本类型的整数倍，而非结构体自身的整数倍，外面结构体的长度，也仅仅是里面最宽的基本类型的长度倍数。
比如：
char c; // 1个字节
int i; // 前面空3个字节，占用4个字节
}; // 刚好8个字节，是4的倍数
struct S2 {
char c1; // 1个字节
S1 s; // 前面空3个字节，而不是空7个字节，占用8个字节
char c2; // 占用1个字节
}; // 一共13个字节，要成为4的倍数，后面增加3个字节，成为16个字节
3. 字节对齐的原因
·效率原因，某些平台每次都是从偶地址读数据，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。显然在读取效率上下降很多。
4. 字节对齐的隐患
·不合理设置变量定义的顺序，可能浪费内存
char a;
int b;
char c;
int d;
}
struct S2 { // 长度为12
char a;
char c;
int b;
int d;
}
·更多的是在对地址运算时，没有考虑的字节对齐问题
int b;
int *pb = &a+1; //这样a的地址加1，并不是b的地址，实际上，这行代码，在编译时就出现了ERROR，因为不能把char *的地址赋值给int *的变量
5. 参考文章
结构体字节对齐问题 http://blogold.chinaunix.net/u1/49467/showart_424793.html
字节的对齐原理 http://zhengyueyatou.blog.sohu.com/64814717.html
