對齊，漢語辭彙，釋義為使兩個以上事物配合或接觸得整齊。將兩個或更多的機器部件，尤指應互相平行或成行的部件排到正確的位置或方向。
基本介紹
- 中文名：對齊
- 外文名：align
- 拼音：duì qí
- 釋義：成一條線
注音,英文,注釋,記憶體對齊,平台原因,性能原因,對齊規則,規則,PS對齊,計算機的對齊,
注音
duì qí
英文
align [ə'laɪn] 1.及物動詞[+objects]對齊2.成一條線
注釋
⒈使兩個以上事物配合或接觸得整齊。
⒉將兩個或更多的機器部件，尤指應互相平行或成行的部件排到正確的位置或方向。如：把輪子對齊。
記憶體對齊
平台原因
不是所有的硬體平台都能訪問任意地址上的任意數據的；某些硬
件平台只能在某些地址處取某些特定類型的數據，否則拋出硬體異常。
性能原因
數據結構（尤其是棧）應該儘可能地在自然邊界上對齊。原因在於，為了訪問
未對齊的記憶體，處理器需要作兩次記憶體訪問；而對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問。
對齊規則
每個特定平台上的編譯器都有自己的默認“對齊係數”（也叫對齊模數）。程式設計師可以通過預編
譯命令#pragma pack(n），n=1,2,4,8,16 來改變這一係數，其中的n 就是你要指定的“對齊係數”。
規則
⒈數據成員對齊規則：結構（struct）（或聯合（union））的數據成員，第一個數據成員放在offset
為0 的地方，以後每個數據成員的對齊按照#pragma pack 指定的數值和這個數據成員自身長
度中，比較小的那個進行。
⒉結構(或聯合）的整體對齊規則：在數據成員完成各自對齊之後，結構（或聯合）本身也要進
行對齊，對齊將按照#pragma pack 指定的數值和結構（或聯合）最大數據成員長度中，比較小
的那個進行。
⒊結合1、2 可推斷：當#pragma pack 的n 值等於或超過所有數據成員長度的時候，這個n
值的大小將不產生任何效果。
PS對齊
Photoshop軟體操作中，選擇該複選框時，表示在圖像複製過程中不論操作多少次，所複製的圖像仍然是一幅完整的圖像；若取消選擇該複選框，則每次停筆再畫時，就會被認為是另一種複製，所複製的圖像就不再是一幅完整的圖像，此時適用於多次複製同一幅圖像。
計算機的對齊
什麼是對齊，以及為什麼要對齊
⒈現代計算機中記憶體空間都是按照byte劃分的，從理論上講似乎對任何類型的變數的訪問可以從任何地址開始，但實際情況是在訪問特定變數的時候經常在特定的記憶體地址訪問，這就需要各類型數據按照一定的規則在空間上排列，而不是順序的一個接一個的排放，這就是對齊。
⒉對齊的作用和原因：各個硬體平台對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平台對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。其他平台可能沒有這種情況， 但是最常見的是如果不按照適合其平台的要求對數據存放進行對齊，會在存取效率上帶來損失。比如有些平台每次讀都是從偶地址開始，如果一個int型（假設為 32位）如果存放在偶地址開始的地方，那么一個讀周期就可以讀出，而如果存放在奇地址開始的地方，就可能會需要2個讀周期，並對兩次讀出的結果的高低 位元組進行拼湊才能得到該int數據。顯然在讀取效率上下降很多。這也是空間和時間的博弈。
對齊的實現
通常，我們寫程式的時候，不需要考慮對齊問題。編譯器會替我們選擇適合目標平台的對齊策略。當然，我們也可以通知給編譯器傳遞預編譯指令而改變對指定數據的對齊方法。
但是，正因為我們一般不需要關心這個問題，所以因為編輯器對數據存放做了對齊，而我們不了解的話，常常會對一些問題感到迷惑。最常見的就是struct數據結構的sizeof結果，出乎意料。為此，我們需要對對齊算法所了解。
對齊的算法：
由於各個平台和編譯器的不同，現以本人使用的gcc version 3.2.2編譯器（32位x86平台）為例子，來討論編譯器對struct數據結構中的各成員如何進行對齊的。
設結構體如下定義：
struct A {
int a;
char b;
short c;
};
結構體A中包含了4位元組長度的int一個，1位元組長度的char一個和2位元組長度的short型數據一個。所以A用到的空間應該是7位元組。但是因為編譯器要對數據成員在空間上進行對齊。
所以使用sizeof(strcut A）值為8。
現在把該結構體調整成員變數的順序。
struct B {
char b;
int a;
short c;
};
這時候同樣是總共7個位元組的變數，但是sizeof(struct B）的值卻是12。
下面我們使用預編譯指令#pragma pack (value）來告訴編譯器，使用我們指定的對齊值來取代預設的。
#pragma pack ⑵/*指定按2位元組對齊*/
struct C {
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復預設對齊*/
sizeof(struct C）值是8。
修改對齊值為1：
#pragma pack ⑴/*指定按1位元組對齊*/
struct D {
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復預設對齊*/
sizeof(struct D）值為7。
對於char型數據，其自身對齊值為1，對於short型為2，對於int,float型，其自身對齊值為4，對於double型，其自身對齊值為8，單位位元組。
這裡面有四個概念值：
1）數據類型自身的對齊值：就是上面交代的基本數據類型的自身對齊值。
2）指定對齊值：#pragma pack (value）時的指定對齊值value。
3）結構體或者類的自身對齊值：其成員中自身對齊值最大的那個值。
4）數據成員、結構體和類的有效對齊值：自身對齊值和指定對齊值中較小的那個值。
有了這些值，我們就可以很方便的來討論具體數據結構的成員和其自身的對齊方式。有效對齊值N是最終用來決定數據存放地址方式的值，最重要。有效對齊N，就是表示“對齊在N上”，也就是說該數據的"存放起始地址%N=0".而數據結構中的數據變數都是按定義的先後順序來排放的。第一個數據變數的起始地址就是 數據結構的起始地址。結構體的成員變數要對齊排放，結構體本身也要根據自身的有效對齊值圓整（就是結構體成員變數占用總長度需要是對結構體有效對齊值的整 數倍，結合下面例子理解）。這樣就不難理解上面的幾個例子的值了。
例子分析：
分析例子B；
struct B {
char b;
int a;
short c;
};
假設B從地址空間0x0000開始排放。該例子中沒有定義指定對齊值，在筆者環境下，該值默認為4。第一個成員變數b的自身對齊值是1，比指定或者默認指 定對齊值4小，所以其有效對齊值為1，所以其存放地址0x0000符合0x0000%1=0.第二個成員變數a，其自身對齊值為4，所以有效對齊值也為 4，所以只能存放在起始地址為0x0004到0x0007這四個連續的位元組空間中，覆核0x0004%4=0，且緊靠第一個變數。第三個變數c，自身對齊 值為2，所以有效對齊值也是2，可以存放在0x0008到0x0009這兩個位元組空間中，符合0x0008%2=0。所以從0x0000到0x0009存 放的都是B內容。再看數據結構B的自身對齊值為其變數中最大對齊值（這裡是b）所以就是4，所以結構體的有效對齊值也是4。根據結構體圓整的要求， 0x0009到0x0000=10位元組，（10+2）%4=0。所以0x0000A到0x000B也為結構體B所占用。故B從0x0000到0x000B 共有12個位元組，sizeof(struct B)=12;
同理，分析上面例子C：
#pragma pack ⑵/*指定按2位元組對齊*/
struct C {
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定對齊，恢復預設對齊*/
第一個變數b的自身對齊值為1，指定對齊值為2，所以，其有效對齊值為1，假設C從0x0000開始，那么b存放在0x0000，符合0x0000%1= 0；第二個變數，自身對齊值為4，指定對齊值為2，所以有效對齊值為2，所以順序存放在0x0002、0x0003、0x0004、0x0005四個連續 位元組中，符合0x0002%2=0。第三個變數c的自身對齊值為2，所以有效對齊值為2，順序存放
在0x0006、0x0007中，符合0x0006%2=0。所以從0x0000到0x00007共八位元組存放的是C的變數。又C的自身對齊值為4，所以 C的有效對齊值為2。又8%2=0,C只占用0x0000到0x0007的八個位元組。所以sizeof(struct C)=8.
有 了以上的解釋，相信你對C語言的位元組對齊概念應該有了清楚的認識了吧。在網路程式中，掌握這個概念可是很重要的喔，在不同平台之間（比如在Windows 和Linux之間）傳遞2進制流（比如結構體），那么在這兩個平台間必須要定義相同的對齊方式，不然莫名其妙的出了一些錯，可是很難排查的喔^_^。
