一文了解什么是字节对齐（超详细）

什么是字节对齐

1.空类

class A
{}

对空类做sizeof（）计算时应当等于1

2.带虚函数的类

如果有一个类，包含两个32位整型的数据成员，一个普通成员函数，还有一个virtual虚函数，在32位机器上，这个类sizeof()计算的时候得到多少，编译是4字节对齐

32位机器

#pragma pack(4)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

a占4个字节
b占4个字节
void fun不占用内存
因为有一个virtual虚寒函数，有一个虚函数指针，32系统中占用4个字节

所以，占用12个字节。

• 如果变成8字节对齐呢，应该是多大？

#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

也许你会觉得是16，但是正确的结果是12.

为什么依然还是12呢？

因为字节对齐的规则规定，
对于结构体，他的有效对齐值，是#pragma pack()和该结构体中最大数据成员两者中的较小的那个值。
这里#pragma pack(8)值为8，但K class中最大数据成员为4个字节，所类K依然按照4字节对齐。

• 如果一个成员函数变成2个成员函数呢？

#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	void fun2();virtual void fun1();
};
#pragma pack()

sizeof（K）依然是占用12个字节。
因为成员函数不占用类对象的内存的。

• 如果增加一个虚函数，变成两个虚函数了呢？

#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	void fun2();virtual void fun1();virtual int fun3();
};
#pragma pack()

sizeof（K）依然是占用12个字节。
因为每个类只维护一个虚函数指针，所有的虚函数都放在虚函数表中呢。
32位系统中，指针占用4个内存。

• 再增加一个char类型，大小会变成多少？

#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;char c;void fun();	void fun2();virtual void fun1();virtual int fun3();
};
#pragma pack()

答案是：16字节
虽然，#pragma pack为8，但K类最大数据成员大小占4个字节，
所以K类按照4字节对齐。
a占4个字节0-3
b占4个字节4-7
c占一个字节，8-11
虚函数表指针，必须从4的倍数开头，12-15

64位机器

#pragma pack(4)
class K
{
public:int a;int b;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

答案是：16字节
因为64位机器下，虚函数表指针为8个字节

• 如果增加一个char 变量

#pragma pack(4)
class K
{
public:int a;int b;char c;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

答案是：20个字节，因为有效对齐值为4，

地址编号	0	1	2	3
	a	a	a	a
地址编号	4	5	6	7
	b	b	b	b
地址编号	8	9	10	11
	c
地址编号	12	13	14	15
	vptr	vptr	vptr	vptr
地址编号	16	17	18	19
	vptr	vptr	vptr	vptr

• 如果编译改成8字节对齐呢

#pragma pack(8)
class K
{
public:int a;int b;char c;void fun();	virtual void fun1();
};
#pragma pack()

答案是：24个字节
因为8字节对齐，vptr需要从8的倍数开始存储。

地址编号	0	1	2	3
	a	a	a	a
地址编号	4	5	6	7
	b	b	b	b
地址编号	8	9	10	11
	c
地址编号	12	13	14	15
地址编号	16	17	18	19
	vptr	vptr	vptr	vptr
地址编号	20	21	22	23
	vptr	vptr	vptr	vptr