一、什么是内存对齐？

    1.概念

        现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但是在实际的计算机系统中，对基本类型数据在内存中存放的位置有限制，系统要求这些数据的首地址的值是某个数k的倍数，这就是所谓的内存对齐；
    
       如上，由于int型在32位的系统中占4个字节，而char型占1个字节；那么这个结构体s是占4+1 = 5个字节么？自然不是，由于内存对齐的机制存在，得到的结果是8。这个结果是怎么得到的，我们下面来解答；
    

    2.为什么要进行内存对齐？

        尽管内存是以字节为单位，但是大部分处理器并不是按字节块来存取内存，它一般会以2字节、4字节、8字节、16字节、甚至是32字节为单位来存取内存，我们将上述这些存取单位成为内存存取粒度；
        现在考虑4字节存取粒度的处理器取int类型变量（32位系统），该处理器只能从地址为4的倍数的内存开始读取数据。假如没有内存对齐机制，数据可以任意存放，现在一个int型变量存放在从地址1开始的连续4个字节的地址中，那么该处理器取数据时，要先从0地址开始读取第一个4字节块，剔除不需要的字节（0地址），然后从地址4开始读取下一个4字节块，同样剔除不要的数据（5、6、7地址），最后留下的两块数据合并放入寄存器中，这里做了许多不必要的工作。
         现在有了内存对齐，int类型数据只能存放在按照对齐规则的内存中，比如说0地址开始的内存。那么现在处理器在读取这个数据的时候，就可以一次性将数据读出来了，而不需要其他的操作，这提高了效率；
        
        

   二、内存对齐规则

    1.对齐系数

         每个平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”（也叫对齐模式）。gcc中默认#pragma pack（4），也就是按照4字节对齐，我们可以通过预编译命令#pragma pack（n） ， n = 1、2、4、8、16来改变这一系数；
    

    2.有效对齐值

         是给定值#pragma pack（n）和结构体中最长数据类型长度中较小的那个，也就是min（n ， max（struct））。有效对齐值也称之为对齐单位；
    

    3.规则

        （1）结构体中第一个成员变量的偏移量（offset）为0 ， 以后每个成员变量相对于结构体首地址的offset都是该成员大小与有效对齐值中较小的那个数的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节；
        （2）结构体的总大小为有效对齐值的整数倍，如有需要编译器会自动在最末一个成员之后加上相应的填充字节；

    4.示例

        
        
       （1）在linux环境下，默认的#pragma pack（4），且结构体中最长的数据类型为4个字节，所以有效对齐单位为4个字节；
           分析：
                    
       （2）如果在前面加上#pragma pack（1）的话，此时的有效对齐值为min（4 ， 1） = 1， 所以根据这个对齐规则的话，各个结构体的字节数为：
                    
       （3）如果加上#pragma pack（2），有效对齐值为2字节，那么根据这个对齐规则各个结构体的字节数为：
                    
            

三、#pragma pack（）语法问题

    1.基本数据类型的所占内存大小

        

    2.使用#pragma pack（n）可以指定对齐系数，用#pragma pack（）可以取消自定义对齐方式，恢复默认对齐。

     3.默认对齐系数：

        32位gcc---》4；
        64位gcc---》8；
        一般32位为4字节，64位为8字节；

    4.#pragma pack（push）、#pragma pack（pop）

         如果有些时候，一会想要4字节，有时候又想1字节或者8字节对齐，那么该如何解决呢？这个时候就要用到#pragma pack（push）、#pragma pack（pop）了。
         （1）#pragma pack（push）
                 编译器编译到此时的时候将保存push指令之前的对齐状态；
         （2）#pragma pack（pop）
                 编译器编译到此时的时候将恢复push指令之前保存的对齐状态
       因此，push和pop是一对应该同时出现的指令，示例如下：
        
        
        请注意：#pragma pack（pop）是恢复到push之前的对齐方式，而#pragma pack（）是恢复默认对齐方式；
        

    5.#pragma pack（push ， n）和#pragma pack（pop ， n）

        等同于#pragma pack（push）
                 #pragma pack（n）
    
        等同于#pragma pack（pop）
                 #pragma pack（n）//这里不再恢复到push之前的对齐方式了，而是使用新的对齐方式n
            

    6.  #pragma pack（show）

        显示当前内存对齐的字节数，使用这条编译指令在编译阶段会显示一个警告，说明当前的对齐字节数
        
        
        
        

    7._attribute_(aligned(n))和_attribute_((packed))

        
        
    

四、其他情况

    1、静态变量static

        静态变量的存放位置与结构体实例的存储地址无关，是单独存放在静态数据区的，因此使用sizeof计算结构体大小的时候，不要将静态成员所占的空间计算进来；

    2、类

        空类是会占用内存空间的，大小为1，这是因为c++要求每个实例在内存中都有独一无二的地址；
        （1）类内部的成员变量
            【1】普通变量：是要计算内存的
            【2】static修饰的静态变量：不占用内存，编译器将其放在了全局变量区
        （2）类内部的成员函数
            【1】普通函数：不占用内存
            【2】虚函数：占4个字节，用来指定虚函数表的入口地址。所以一个类的虚函数占用的空间大小是不变的，和虚函数的个数是没有关系的；
        （3）子类
            子类所占内存大小是父类+自身成员变量的值；特别注意的是，子类与父类共享同一个虚函数指针，因此当子类新声明一个虚函数的时候，不需要对齐保存虚函数表的入口