2024年10月11日 12:16

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@@ -1313,8 +1313,64 @@ int main() {
 > [!NOTE]
 >
 > * ① 对于一个 int 类型的数据而言，其在内存中的长度是 4 个字节。
-> * ② 如果其存储时的内存地址的编号是 8 ，非常好办，直接对编号为 8 的内存进行寻址一次就可以了。
-> * ③ 但是，如果其存储时的内存地址的编号是 10，就比较麻烦，CPU 首先需要先对编号为 8 的内存进行寻址，读取 4 个字节，得到该数据的前半部分，然后再对编号为 12 的内存进行寻址，读取 4 个字节，得到该数据的后半部分，再将这两部分数据拼接起来，才能取得数据的值。
+>
+> ![](./assets/14.svg)
+>
+> * ② 如果其存储时的内存地址的编号是 4 ，非常好办，直接对编号为 4 的内存进行寻址一次就可以了。
+>
+> ![](./assets/15.svg)
+>
+> * ③ 如果其存储时的内存地址的编号是 6，就比较麻烦，CPU 首先需要先对编号为 4 的内存进行寻址，读取 4 个字节，得到该数据的前半部分，然后再对编号为 8 的内存进行寻址，读取 4 个字节，得到该数据的后半部分，再将这两部分数据拼接起来，才能取得数据的值。
+>
+> ![](./assets/16.svg)
+
+> [!IMPORTANT]
+>
+> * ① 将一个数据尽量放到一个步长之内，避免跨步长存储和读取，这称为`内存对齐`。
+> * ② 在 `32` 位编译模式下，默认以 `4` 字节对齐。在 `64` 位编译模式下，默认以 `8` 字节对齐。
+
+* 为了满足对齐要求，编译器有时会在数据结构中插入一些“填充”字节，这就会产生一定的内存浪费。例如：假设一个结构体包含一个`char`和一个`int`字段，编译器可能会插入 3 个字节的填充以确保`int`字段对齐到 4 字节的边界。这种填充虽然会浪费少量内存，但可以显著提升数据访问效率，如下所示：
+
+```c
+#include <stdio.h>
+
+struct {
+    int  a;
+    char b;
+    int  c;
+} t = {10, 'C', 20};
+
+int main() {
+
+    // 禁用 stdout 缓冲区
+    setbuf(stdout, nullptr);
+
+    printf("sizeof(t): %zu\n", sizeof(t)); // sizeof(t): 12
+    printf("&a: %p\n", &t.a); // &a: 0x559d28db8010
+    printf("&b: %p\n", &t.b); // &b: 0x559d28db8014
+    printf("&c: %p\n", &t.c); // &c: 0x559d28db8018
+
+    return 0;
+}
+```
+
+* 其内存结构，如下所示：
+
+![](./assets/17.svg)
+
+> [!CAUTION]
+>
+> * ① 不管是`结构体变量`，还是`普通变量`都存在内存对齐。
+> * ② 内存对齐的规则：只能存放在自己类型整数倍的内存地址上（`内存地址`和`占用字节`是可以整除）。
+>   * 1 字节的数据，如：`char`类型，通常可以存放在任何地址。
+>   * 2 字节的数据，如：`short`类型，通常存放在偶数地址。
+>   * 4 字节的数据，如：`int`类型，通常存放在能被 4 整除的地址。
+>   * 8 字节的数据，如：`double`类型，通常存放在能被 8 整除的地址。
+> * ③ `结构体变量`的内存对齐：`结构体变量`的内存对齐除了遵循上述的内存规则之外，还会插入“填充”字节。`结构体变量`的总大小是最大类型的整数倍。
+> * ④ 内存对齐的时候可能会出现“填充”字节，但是并不会改变原来数据的大小，即：char 类型的数据即使“填充”字节之后，本身还是 1 个字节。
+> * ⑤ `心得`：我们会将小的数据类型，写在最上面；大的数据类型，写在最下面（节省内存空间）。
+
+