错题集之腾讯2016研发工程师笔试题（三）

1.什么是内存对齐

假设我们同时声明两个变量：

char a;

short b;

用&（取地址符号）观察变量a，

b的地址的话，我们会发现（以16位CPU为例）：

如果a的地址是0x0000，那么b的地址将会是0x0002或者是0x0004。

那么就出现这样一个问题：0x0001这个地址没有被使用，那它干什么去了？答案就是它确实没被使用。因为CPU每次都是从以2字节（16位CPU）或是4字节（32位CPU）的整数倍的内存地址中读进数据的。如果变量b的地址是0x0001的话，那么CPU就需要先从0x0000中读取一个short，取它的高8位放入b的低8位，然后再从0x0002中读取下一个short，取它的低8位放入b的高8位中，这样的话，为了获得b的值，CPU需要进行了两次读操作。

但是如果b的地址为0x0002，

那么CPU只需一次读操作就可以获得b的值了。所以编译器为了优化代码，往往会根据变量的大小，将其指定到合适的位置，即称为内存对齐（对变量b做内存对齐，a、b之间的内存被浪费，a并未多占内存）。

2.结构体内存对齐规则（请记住三条内存规则(在没有#pragam pack宏的情况下）

结构体所占用的内存与其成员在结构体中的声明顺序有关，其成员的内存对齐规则如下：

（1）每个成员分别按自己的对齐字节数和PPB（指定的对齐字节数，32位机默认为4）两个字节数最小的那个对齐，这样可以最小化长度。如在32bit的机器上，int的大小为4，因此int存储的位置都是4的整数倍的位置开始存储。

（2）复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式，这样在成员是复杂类型时，结构体数组的时候，可以最小化长度。

（3）结构体对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数（PPB）的整数倍，这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐。

（4）结构体作为数据成员的对齐规则：在一个struct中包含另一个struct，内部struct应该以它的最大数据成员大小的整数倍开始存储。如 struct A 中包含 struct B, struct B 中包含数据成员 char, int, double，则 struct B 应该以sizeof(double)=8的整数倍为起始地址。

3.实例演示：

struct A

{

char a;　　　//内存位置: [0]

double b;　 // 内存位置: [8]...[15]

int c;　　　　// 内存位置: [16]...[19]　　----　　规则1

};　　　　　　　 // 内存大小：sizeof(A) = (1+7) + 8 + (4+4) = 24, 补齐[20]...[23]　　----　　规则3

struct B

{

int a,　　　　// 内存位置: [0]...[3]

A b,　　　// 内存位置: [8]...[31]　　----　　规则2

char c,　　　// 内存位置: [32]

};　　　　　　　 // 内存大小：sizeof(B) = (4+4) + 24 + (1+7) = 40, 补齐[33]...[39]

*注释：(1+7)表示该数据成员大小为1，补齐7位；(4+4)同理。

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