C語言中的位元組對齊和對程式的影響

1. 位元組對齊的概念
2. 位元組對齊對程式的影響
3. #pragma指令設定 位元組對齊
4. 編譯器對位元組對齊的原則
5. 位元組對齊的程式設計設定
6. 位段定義

位元組對齊的概念:

現代計算機中記憶體空間都是按照byte來劃分的,從理論上來講,似乎對任何型別的變數的訪問可以從任何地址開始,但是實際情況是在訪問特定型別變數的時候經常在特定的記憶體地址訪問(犧牲記憶體空間來換取讀取的效率);
定義:
    各種型別的資料按照一定的規則在空間上排列,而不是順序的一個接一個的排放,這就是位元組對齊（硬體平臺其實已經處理好了）;
原因和作用:
    各種硬體平臺對儲存空間的處理上有很大不同;   
    利用位元組對齊可以提高存取效率;
 

位元組對齊對程式的影響

位元組對齊對程式的影響：
位元組對齊事例：（假設在32為系統中）

            struct A{
                int a ; //--->實際4個位元組
                char b; //--->實際1個位元組-->位元組對其後2個位元組
                short c;//--->實際2個位元組
            }；
sizeof(struct A);//出現的是8個位元組，就是根據位元組對齊來分配的

            struct B{
                char b;  //-->實際1個位元組-->位元組對其後4個位元組
                int a;   //-->實際4個位元組
                short c; //-->實際2個位元組-->位元組對其後4個位元組
            }；
sizeof(B); //為12個位元組，
向後面最大的位元組靠攏，保證一個讀取週期能夠完整讀完一個或這多個完整的值
 

#pragma指令設定位元組對齊

/*按兩個位元組對齊*/
#pragma pack(2) //申請位元組對其方式
struct c{
    char b;
    int a;
    short c;
};
#pragma pack()  //取消對齊方式
sizeof(struct c);//8個位元組
//--------------
/*按照1個位元組來對齊*/
#pragma pack(1)
struct D{
    char b;
    int a;
    short c;
};
#pragma pack();
sizeof(struct D);//輸出為7

編譯器對位元組對齊原則

：

資料型別自身的對齊
    char型別資料，其自身對齊值為1
    short型別為2
    int float double型別為其自身對齊數值為4
結構體自身對齊數值：齊成員中自身對其值最大的那個數值
通過#pragma來指定對其數值#pragma pack(value);指定位元組對齊
資料成員，結構體的有效對齊值，：自身對齊值和指定對其數值中小的那個   

重要概念：
有效對齊值N ：存放起始地址%N = 0;
對齊值圓整：結構體成員變數佔用總長度需要對 結構體有效對齊值的整數倍；

位元組對齊的程式設計設定

空間換取時間：
結構體中的成員按照型別的大小從小到大進行定義，或者從大到小這樣去定義，避免大小不一混亂排列

位段定義

位段的概念：

在計算機中去儲存的時候一般以位元組為單位，實際上，有時儲存一個資訊不必要用一個或者多個位元組，例如”真”和”假”用0或者1來表示，只需1位
在計算機用於過程控制，引數檢測，或者資料通訊領域時，控制資訊往往只戰一個位元組中的一個或者幾個二進位制位，常常一個位元組中放幾個資訊；
C語言中允許在一個結構體中以位為單位來制定成員所佔記憶體的長度，這種以位為單位的成員稱為”位斷”或者稱為”位域（bit field）”,利用未斷能夠用較少的位數>儲存資料，節約空間又方便操作,在特定行業中去使用
位段的定義語法：
型別說明符 [位段名]：位長
位段名可選，位長表示該位段所佔的二進位制位數，不能超過該型別說明符的上限
位段成員的型別說明符號必須以int ，signed ， unsigned int
無名的位段是不可以訪問的，但會佔空間愛你
不可以對位段進行去地址操作

事例：
    struct node
    {
        unsigned int a:4; // 位段佔4位 
        unsigned int :0; //無名位段佔0位 
        unsigned int b:4; //位段b佔4位 
        int c:32;   //位段c佔32位
        int :6;     //無名位段佔6位 
    }