首先由一個程式引入話題：
//環境：vc6 + windows sp2
//程式1
#include <iostream>
using namespace std;
struct st1
{
char a ;
int b ;
short c ;
};
struct st2
{
short c ;
char a ;
int b ;
};
int main()
{
cout<<"sizeof(st1) is "<<sizeof(st1)<<endl;
cout<<"sizeof(st2) is "<<sizeof(st2)<<endl;
return 0 ;
}
程式的輸出結果為：
sizeof(st1) is 12
sizeof(st2) is 8
問題出來了，這兩個一樣的結構體，為什麼sizeof的時候大小不一樣呢？
本文的主要目的就是解釋明白這一問題。
記憶體對齊，正是因為記憶體對齊的影響，導緻結果不同。
對于大多數的程式員來說，記憶體對齊基本上是透明的，這是編譯器該幹的活，編譯器為程式中的每個資料單元安排在合适的位置上，進而導緻了相同的變量，不同聲明順序的結構體大小的不同。
那麼編譯器為什麼要進行記憶體對齊呢？程式1中結構體按常理來了解sizeof(st1)和sizeof(st2)結果都應該是7，4(int) + 2(short) + 1(char) = 7 。經過記憶體對齊後，結構體的空間反而增大了。
在解釋記憶體對齊的作用前，先來看下記憶體對齊的規則：
1、 對于結構的各個成員，第一個成員位于偏移為0的位置，以後每個資料成員的偏移量必須是min(#pragma pack()指定的數，這個資料成員的自身長度) 的倍數。
2、 在資料成員完成各自對齊之後，結構(或聯合)本身也要進行對齊，對齊将按照#pragma pack指定的數值和結構(或聯合)最大資料成員長度中，比較小的那個進行。
#pragma pack(n) 表示設定為n位元組對齊。 VC6預設8位元組對齊
以程式1為例解釋對齊的規則 ：
St1 ：char占一個位元組，起始偏移為0 ，int 占4個位元組，min(#pragma pack()指定的數，這個資料成員的自身長度) = 4（VC6預設8位元組對齊），是以int按4位元組對齊，起始偏移必須為4的倍數，是以起始偏移為4，在char後編譯器會添加3個位元組的額外位元組，不存放任意資料。short占2個位元組，按2位元組對齊，起始偏移為8，正好是2的倍數，無須添加額外位元組。到此規則1的資料成員對齊結束，此時的記憶體狀态為：
共占10個位元組。還要繼續進行結構本身的對齊，對齊将按照#pragma pack指定的數值和結構(或聯合)最大資料成員長度中，比較小的那個進行，st1結構中最大資料成員長度為int，占4位元組，而預設的#pragma pack 指定的值為8，是以結果本身按照4位元組對齊，結構總大小必須為4的倍數，需添加2個額外位元組使結構的總大小為12 。此時的記憶體狀态為：
到此記憶體對齊結束。St1占用了12個位元組而非7個位元組。
St2 的對齊方法和st1相同，讀者可自己完成。
記憶體對齊的主要作用是：
1、 平台原因(移植原因)：不是所有的硬體平台都能通路任意位址上的任意資料的；某些硬體平台隻能在某些位址處取某些特定類型的資料，否則抛出硬體異常。
2、 性能原因：經過記憶體對齊後，CPU的記憶體通路速度大大提升。具體原因稍後解釋。
圖一：
這是普通程式員心目中的記憶體印象，由一個個的位元組組成，而CPU并不是這麼看待的。
圖二：
CPU把記憶體當成是一塊一塊的，塊的大小可以是2，4，8，16位元組大小，是以CPU在讀取記憶體時是一塊一塊進行讀取的。塊大小成為memory access granularity（粒度） 本人把它翻譯為“記憶體讀取粒度” 。
假設CPU要讀取一個int型4位元組大小的資料到寄存器中，分兩種情況讨論：
1、資料從0位元組開始
2、資料從1位元組開始
再次假設記憶體讀取粒度為4。
圖三：
當該資料是從0位元組開始時，很CPU隻需讀取記憶體一次即可把這4位元組的資料完全讀取到寄存器中。
當該資料是從1位元組開始時，問題變的有些複雜，此時該int型資料不是位于記憶體讀取邊界上，這就是一類記憶體未對齊的資料。
圖四：
此時CPU先通路一次記憶體，讀取0—3位元組的資料進寄存器，并再次讀取4—5位元組的資料進寄存器，接着把0位元組和6，7，8位元組的資料剔除，最後合并1，2，3，4位元組的資料進寄存器。對一個記憶體未對齊的資料進行了這麼多額外的操作，大大降低了CPU性能。
這還屬于樂觀情況了，上文提到記憶體對齊的作用之一為平台的移植原因，因為以上操作隻有有部分CPU肯幹，其他一部分CPU遇到未對齊邊界就直接罷工了。
圖檔來自：Data alignment: Straighten up and fly right
如大家對記憶體對齊對性能的具體影響情況，可以參考上文。