面试题：什么是内存对齐？为什么要内存对齐？

什么是内存对齐？

内存对齐是指数据在内存中的存储位置必须满足特定条件，通常是某个值的倍数（如 4 字节、8 字节等）。例如，一个 4 字节的整数通常需要存储在地址为 4 的倍数的位置。

为什么要内存对齐？

1. 硬件要求：某些硬件架构要求数据必须对齐访问，否则会引发异常或性能下降。例如，ARM 架构在未对齐访问时可能抛出异常。
2. 性能优化：对齐的数据访问速度更快。现代 CPU 以固定大小的块（如 64 字节）从内存读取数据，如果数据未对齐，可能需要多次读取，降低效率。
3. 缓存效率：对齐数据有助于更好地利用 CPU 缓存，减少缓存行未命中的情况，提升性能。

C++ 中的内存对齐

在 C++ 中，编译器通常会自动处理内存对齐，但也可以通过 alignas 或 #pragma pack 手动控制。

• alignas：指定对齐方式。

  alignas(16) int x; // x 按 16 字节对齐

• #pragma pack：调整结构体的对齐方式。

  #pragma pack(push, 1)
  struct MyStruct {
      char a;
      int b;
  };
  #pragma pack(pop)

总结

内存对齐是为了满足硬件要求和提升性能，确保数据存储在特定地址倍数上。C++ 提供了工具来手动控制对齐方式。