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说明：在此文中，类中成员涉及基本变量和位域，不涉及虚函数、虚基类
内存对齐的定义：
内存对齐是编译器的管辖范围，编译器将程序中的每个数据单元安排在适当的位置上。对于大部分程序员来说，内存对齐对他们来说都应该是透明的。但是，C语言允许程序员干预内存对齐，如果你想了解更加底层的秘密，内存对齐对你就不应该再透明了。
内存对齐的原因：
(1) 平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
(2) 性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。
内存对齐的规则：
每个编译器都有自己的默认对齐系数。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的对齐系数。注意，n只能取这几个值，如果n取其它值，系统将无视此对齐系数，而使用系统默认的值。
具体规则：
1、数据成员对齐规则：结构体(struct)或联合题(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。
具体来说：
(1) 第一个成员的存放地址相对于相对于首地址的偏移地址为0。
(2) 其它成员的存放地址是按 min(#pragma pack指定的数值 , 该数据成员自身长度) 进行对齐，即找到能整除该最小值的最近偏移地址。
总结<1>：从单个成员上说，存放该变量的首地址 = 能除尽min(#pragma pack指定的数值 , 该数据成员自身长度) 的最近偏移地址的值。
2、 结构(或联合)的整体对齐规则：在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。
根据原则2，可以得到结构体或联合体最终的占的内存大小
（1）最终的内存大小按min(#pragma pack指定的数值 ,结构(或联合)中最大数据成员长度) 对齐
（2）根据所有成员目前已经占有的空间大小Sum，找到比Sum值大而且能够整除较小值min值的值。
总结<2>：从整体上说，该类的大小等于比Sum值大而且能够整除较小值min值的值。
3、 结合1、2可推断：当#pragma pack的n值等于或超过所有数据成员长度的时候，这个n值的大小将不产生任何效果。
即，当#pragma pack的n值比任何数据成员的长度都大时，内存对齐可以直接忽略n值。
举例：
#pragma pack(4)
class A
{
public:
int a; /* int型长度4 = 4 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */
char b; /* char型长度1 < 4 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */
short c;/*short型长度2 < 4 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */
char d[6];/* char型长度1 < 4 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8,13] */
};
sizeof(A) = 16
数据成员对齐：
1、任一数据成员对齐系数 = min(n,该数据成员长度)
2、按照对齐系数对齐
数据成员对齐举例：
对于short c;
对齐系数 = min(4,2) = 2
初始的偏移地址为5 且 5%2 !=0,得出其偏移地址为6
整体对齐
整体对齐系数 = min(n,所有数据成员的最大长度)
数据成员对齐举例：
整体对齐系数 = min(n,max(int,char,short,char)) = 4;
对所有数据成员对齐后，结构体占的大小为14个字节,
而14%4!=0,此时需要找到离14最近且能够整除4的数 = 16
注意事项：
(1) 在微软的编译器中，结构体第一个变量的首地址是其最长基本类型成员的整数倍
(2) 在微软的编译器中，默认的对齐系数为8，即 #pragam pack(8)
(3) 在GCC的编译器中，对齐系数最大值只能为4，即使成员中有double变量。n只能取值1,2,4。
(4) 成员的对齐顺序是按变量在结构体中声明顺序进行的
(5) 如果在结构体中包含结构体成员变量，则先对结构体变量进行内存对齐，之后在对本结构体进行内存对齐
(6) 结构体总大小是包括填充字节在内的总大小
举例：系统XP，编译器VS2008
sizeof(char) = 1; sizeof(short) = 2; sizeof(int) = 4; sizeof(double) = 8;
举例 (1) 1字节对齐
#pragma pack(1)
class A
{
public:
int a;
char b;
short c;
char d[6];
};
输出结果：sizeof(A) = 13
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(1)
class A
{
int a; /* int型，长度4 > 1 按1对齐；起始offset=0 0%1=0；存放位置区间[0,3] */
char b; /* char型，长度1 = 1 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */
short c; /* short型，长度2 > 1 按1对齐；起始offset=5 5%1=0；存放位置区间[5,6] */
char d[6]; /* char型，长度1 = 1 按1对齐；起始offset=7 7%1=0；存放位置区间[7,12] */
};
#pragma pack()
成员总大小=13
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 1) = 1
整体大小(size)=(成员总大小) 按 (整体对齐系数) 圆整 = 13 /*13%1=0*/
举例(2) 2字节对齐
#pragma pack(2)
class A
{
public:
int a;
char b;
short c;
char d[6];
};
输出结果：sizeof(A) = 14
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(2)
class A
{
int a; /* int型长度4 > 2 按2对齐；起始offset=0 0%2=0；存放位置区间[0,3] */
char b; /* char型长度1 < 2 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */
short c; /* short型长度2 = 2 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */
char d[6]; /* char型长度1 < 2 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8,13] */
};
#pragma pack()
成员总大小=14
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2
整体大小(size)=(成员总大小) 按(整体对齐系数) 圆整 = 14 /* 14%2=0 */
举例(3) 4字节对齐
#pragma pack(4)
class A
{
public:
int a;
char b;
short c;
char d[6];
};
输出结果：sizeof(A) = 16
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(4)
class A
{
int a; /* int型，长度4 = 4 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */
char b; /* char型，长度1 < 4 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */
short c; /*short型， 长度2 < 4 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */
char d[6]; /* char型，长度1 < 4 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8,13] */
};
#pragma pack()
成员总大小=14
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 4) = 4
整体大小(size)=(成员总大小)按(整体对齐系数) 圆整 = 16 /*16%4=0*/
举例(4) 8字节对齐
#pragma pack(8)
class A
{
public:
int a;
char b;
short c;
char d[6];
};
输出结果：sizeof(A) = 16
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(8)
class A
{
int a; /* int型，长度4 < 8 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */
char b; /* char型，长度1 < 8 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */
short c; /* short型，长度2 < 8 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */
char d[6]; /* char型，长度1 < 8 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8,13] */
};
#pragma pack()
成员总大小=14
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 8) = 4
整体大小(size)=(成员总大小) 按 (整体对齐系数) 圆整 = 16 /*16%4=0*/ 举例(
5
) 16字节对齐
#pragma pack(16)
class A
{
public:
int a;
char b;
short c;
char d[6];
};
输出结果：sizeof(A) = 16
分析过程：
1) 成员数据对齐
#pragma pack(16)
class A
{
int a; /* int型，长度4 < 16 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */
char b; /* char型，长度1 < 16 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */
short c; /* short型，长度2 < 16 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */
char d[6]; /* char型，长度1 < 16 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8,13] */
};
#pragma pack()
成员总大小=14
2) 整体对齐
整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 16) = 4
整体大小(size)=(成员总大小) 按 (整体对齐系数) 圆整 = 16 /*16%4=0*/
说明：
什么是“圆整”？举例说明：如上面的8字节对齐中的“整体对齐”，整体大小=9 按 4 圆整 = 12
圆整的过程：从9开始每次加一，看是否能被4整除，这里9，10，11均不能被4整除，到12时可以，则圆整结束。
位域
如果结构体中含有位域(bit-field)，规则如下：
(1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；
(2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
(3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方式（不同位域字段存放在不同的位域类型字节中），Dev-C++和GCC都采取压缩方式:即不同位域字段仍存放在相同的位域类型字节中
换句话说，当相邻位域字段的类型不同时，VC把不同的位域字段分别找自己的空间存入，即不进行压缩。GCC把不同的位域字段都放入同一个位域类型字节中，从下一个字节开始存储，（注意，可不是把不同类型的位域放入同一个字节中）。
(4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不对位域进行压缩；
(5) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍,且应尽量节省内存
举例：使用规则3
class A
{
public:
char c:2;
int i:4;
};
如果是规则3中的不压缩方式存储(VC)
sizeof(A) = 8
如果是规则3中的压缩方式存储(gcc)
sizeof(A) = 4 分析：
如果是不压缩方式(VC)：
成员遍历c放入第0个字节，而成员遍历i的偏移地址应该是4的整数倍，所以c成员后要填充3个字节，然后再开辟4个字节的空间作为int型，其中4位用来存放i，所以上面结构体在VC中所占空间为8个字节；
即，一个字节放c，中间填充三个字节，之后四个字节放i
如果是压缩方式(gcc)：
成员遍历c放入第0个字节，而成员遍历i的偏移地址应该是4的整数倍，所以c成员后要填充3个字节。不同的是，如果填充的3个字节能容纳后面成员的位，则压缩到填充字节中，不能容纳，则要单独开辟空间。这里填充的三个字节能够容纳变量i，则在GCC或者Dev- C++中所占空间应该是4个字节。
举例：使用规则四
class A
{
public:
char c:2;
double d;
int i:4;
};
在VC中,采用默认的对齐系数 = 8
sizeof(A) = 24
在gcc中,采用默认对齐系数 = 4
sizeof(A) = 16
相关说明：
（1） 定义结构体或类的时候，成员最好能从大到小来定义，那样能相对的省空间。
举例：
class A
{
double d;
int i;
char c;
}; 在vc下或者gcc下，都是大小都是16字节，这里都采用其编译器下默认的对齐系数