內存對齊是為了提高cpu訪問效率并滿足硬件要求。1. 數據類型需按自身大小對齊，如int按4字節對齊；2. 結構體成員起始地址必須是其類型對齊值的整數倍，否則插入填充字節；3. 結構體整體大小需為最大成員對齊值的整數倍；4. 成員順序影響填充量，合理排序可減少空間浪費；5. alignas關鍵字可顯式控制對齊方式，適用于底層優化場景。
理解c++的內存對齊規則，其實核心在于搞清楚兩個問題：為什么需要對齊和怎么對齊。簡單來說，CPU在讀取內存時，訪問特定類型的數據如果落在它要求的對齊地址上，效率更高，甚至有些平臺強制要求必須對齊，否則會拋異常或者性能下降明顯。
所以結構體填充（padding）和alignas關鍵字，都是圍繞這個“對齊”機制來工作的。
結構體內存對齊的基本規則
結構體的大小不等于成員變量大小之和，這是因為編譯器會在適當的位置插入填充字節（padding），使得每個成員都滿足自己的對齊要求。
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常見的對齊規則包括：
- 每個成員的起始地址是其自身對齊值的整數倍
- 結構體整體的大小是對齊值最大的那個成員的整數倍
- 對齊值通常是類型的大小，比如int是4字節，則默認按4字節對齊；但也可以被修改
舉個例子：
struct Example { char a; // 1字節 int b; // 4字節 short c; // 2字節 };
假設在32位系統下，默認對齊方式為4字節：
- a占1字節，放在0偏移處沒問題；
- b要求從4的倍數開始，所以1~3是填充字節；
- c要求從2的倍數開始，當前偏移是8（剛好符合），占用2字節；
- 整體結構體大小要對齊到最大成員的對齊值（即4），所以最后可能還有2字節填充，總大小為12。
結構體填充是怎么發生的？
填充主要發生在兩個地方：
- 成員之間：前面的成員不能滿足下一個成員的對齊要求時，中間插入填充
- 結構體末尾：整個結構體的大小如果不是最大對齊值的整數倍，就補上填充
填充的目的不是浪費空間，而是為了訪問速度優化。例如，一個int如果被拆成兩次讀取，效率會大打折扣。
另外，結構體順序不同會導致填充也不同。比如把char放最后，結構體大小可能會變小：
struct Example2 { int b; // 4字節 short c; // 2字節 char a; // 1字節 };
此時填充量更少，結構體總大小可能是8而不是12。
所以設計結構體的時候，盡量按照對齊大小從大到小排列成員，可以減少填充，節省內存。
alignas關鍵字的作用與使用場景
C++11引入了alignas關鍵字，用于顯式指定某個變量或結構體的對齊方式。
它可以用來：
- 強制某個變量以更大的對齊方式存儲
- 控制結構體整體的對齊方式
- 配合SIMD指令、內存池等底層操作
語法很簡單：
alignas(16) int x; // x按16字節對齊 struct alignas(16) MyStruct { int a; double b; };
上面的例子中，即使MyStruct本身只需要8字節對齊，但由于用了alignas(16)，整個結構體都會按16字節對齊。這對于某些需要嚴格對齊的場合非常有用，比如向量計算、DMA傳輸等。
需要注意的是：
- alignas的參數必須是2的冪次
- 如果多個alignas同時出現，會選擇最大的那個
- 使用不當可能導致內存浪費，但能提升訪問效率
小結一下
內存對齊是C++中不可忽視的一個細節，特別是在做高性能或嵌入式開發時。結構體填充雖然看起來像“浪費”，但它是為了保證訪問效率和平臺兼容性。通過合理安排結構體成員順序、使用alignas關鍵字，可以更好地控制內存布局，避免不必要的空間浪費或性能損失。
基本上就這些。
