概念

对齐跟数据在内存中的位置有关。如果一个变量的内存地址正好位于它长度的整数倍，则称作自然对齐。例如在32位CPU下，假设一个整型变量的地址为0x00000004，那它就是自然对齐的。

为什么要字节对齐

需要字节对齐的根本原因在于CPU访问数据的效率问题。假设上面整型变量的地址不是自然对齐，地址为0x00000002，则CPU获取该变量的值需要访问两次内存：第一次取从0x00000002-0x00000003的一个short；第二次取从0x00000004-0x00000005的一个short；然后组合得到所要的数据。如果变量在0x00000003地址上，则要访问三次内存，第一次为char；第二次为short；第三次为char；然后组合得到整型数据。而如果变量在自然对齐位置上，则只要一次就可以取出数据。

一些系统对对齐要求非常严格，比如sparc系统，如果取未对齐的数据会发生错误，举个例子：

char ch[8]; char *p = &ch[1]; int i = *(int *)p;

运行时会报segment error，而在x86上就不会出现错误，只是效率下降。

如何更改字节对齐

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。一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对齐条件：

使用伪指令#pragma pack指定对齐方式： #pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。 #pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。 使用__attribute((aligned (n)))指定结构体的对齐方式： __attribute((aligned (n))) 让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。 __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐，相当于aligned(1)。

什么时候需要设置对齐

在设计不同CPU下的通信协议时，或者编写硬件驱动程序时寄存器的结构都需要按一字节对齐。即使看起来本来就自然对齐的也要使其对齐，以免不同的编译器生成的代码不一样。

字节对齐的例子

例子1：

//默认4字节对齐 struct test {     char x1;   //1 byte //offset =0     short x2;  //2 byte //offset =2     float x3;  //4 byte //offset =4     char x4;   //1 byte //offset =8 };//12 byte

例子2：

//让编译器对这个结构作1字节对齐 #pragma pack(1) struct test {     char x1;   //1 byte //offset=0     short x2;  //2 byte //offset=1     float x3;  //4 byte //offset=3     char x4;   //1 byte //offset=7 };//8 byte #pragma pack() //取消1字节对齐，恢复为默认4字节对齐

例子3：

#define GNUC_PACKED __attribute__((packed)) struct PACKED test {     char x1;     short x2;     float x3;     char x4; }GNUC_PACKED; //这时候sizeof(struct test)的值仍为8。

字节对齐的例子

数据类型自身的对齐值：对于char型数据，其自身对齐值为1；对于short型为2；对于int、float、double类型，其自身对齐值为4。 结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。 指定对齐值：#pragma pack (value)时的指定对齐值value。 数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的值。

查找与字节对齐方面的问题

如果出现对齐或者赋值问题首先查看：

编译器的大/小端设置； 看这种体系本身是否支持非对齐访问； 如果支持看设置了对齐与否，如果没有则看访问时需要加某些特殊的修饰来标志其特殊访问操作。