有经验的C语言程序常说的“内存对齐”，原因究竟是什么？

在C语言程序开发中，有时有经验的程序员会提起“内存对齐”一词，事实上，这也是C语言中结构体的 size 不等于它所有成员 size 之和的原因（C语言中的结构体的size，并不等于它所有成员size之和，为什么？），那么，C语言程序为什么要“内存对齐”呢？

为什么要“内存对齐”？

因此，对于C语言程序中的一些数据而言，进行“内存对齐”至少有以下几点好处：

CPU 总是以字大小访问数据

假设在C语言程序开发中，我们在内存里定义了下面这样的数据结构：

struct mystruct { char c; // one byte int i; // four bytes short s; // two bytes}

在 32 位处理器上，上述数据结构可能会被按照下图这样排列（即所谓的“内存对齐”）：

此时，处理器访问结构体 mystruct 的任意一个成员都只需一次访问。如果没有内存对齐，mystruct 的各个成员在内存中紧密排列，如下图：

此时，如果处理器需要从 0x05 处读取 16 位数据，处理器将不得不从 0x04 处读取一个字（这里等于 4 字节），然后左移一个字节，将结果放入 16 位寄存器中。

如果处理器需要从 0x01 处读取 32 位数据，效率就降低至少 2 倍了：处理器不得不从 0x00 处读取一个字，并且左移一个字节，然后从 0x04 处再读取一个字，并且右移 3 个字节，最终使用 OR 位运算将两次读取结果拼接，才能达成目的。

空间

，如果体系架构可以确定 2 个 LSB 总是 0（例如 32 位机器），那么它可以访问 4 倍多的内存（2 个位能够表示 4 个不同状态）。从一个地址中去掉 2 个 LSB，将得到 4 字节的内存对齐，或者说“跨距”，因为地址每增加一，它就有效的增加 bit 2，而不是 bit 0。（鉴于低 2 位总是 00）

这甚至会影响系统的物理设计：如果地址总线的需要少 2 位，CPU 上的管脚就可以少 2 个。

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