字节对齐

1.字长定义

计算机字长指的是CPU一次(一个时钟周期)能处理的最大长度,一般来说有如下属性

计算机字长 = 寄存器大小 = 数据总线宽度 = 地址长度 = 机器位数

1.为什么要字节对齐

一般来讲,计算机都是从内存一次读出整个字,然后进行处理,假设字长32位,即4B,数据长度也为4B,如果数据对齐,那么数据在内存中存储状态如下

CPU一次就能将所有数据读出,而如果没有进行字节对齐,计算机需要两个时钟周期才能读出所有数据

还存在的类似TLB 页未命中错误,读写一致性等问题.

2.怎么解决

假设计算机字长为n,那么一个字节对齐的地址至少有\(log_2^n\)个最低位为0

看如下样例

struct edge{
  size_t val;
  edge* next;
  int flag;
}

虽然flag只用来表示0和1两种状态,但使用int而不是bool可以保证字节对齐,

附录,如何查看计算机位数

打印size_t和任意指针的大小都可以获得计算机位数

printf("%d", sizeof(size_t));
printf("%d", sizeof(void *));