结构体MyData对齐值不等于大小的原因及内存分配相关疑问

示例结构体代码：

struct MyData
{
    short Data1;
    short Data2;
    short Data3;
};

提出的问题 #

1. 为何MyData的对齐值为2而非其sizeof值6？结构体的对齐计算方式是否与基础类型存在特殊差异？
2. 根据微软《Alignment》文档定义：“若地址为Xn+0，则称该地址按X对齐”，这是否意味着MyData对象仅在地址为2的倍数时才是对齐的？若如此，结构体对齐值越大，内存中可分配的对齐MyData对象数量越少？该假设是否正确？

问题1解答 #

结构体的对齐要求由其成员中对齐要求最高的类型决定，和结构体总大小无关。

MyData的所有成员都是short类型，在微软环境下short的对齐值为2，因此整个结构体的对齐值继承了成员的最大对齐要求，也就是2。

结构体和基础类型的对齐逻辑核心一致：都是为了让CPU能高效访问数据，避免跨内存块读取带来的性能损耗。区别仅在于，基础类型的对齐值是自身固有属性，而结构体的对齐值取其成员的最大对齐值。另外，结构体的总大小会被调整为自身对齐值的整数倍——这里MyData的总大小是6，刚好是2的3倍，所以不需要额外填充字节，sizeof(MyData)结果为6。

问题2解答 #

1. 对MyData的对齐理解正确：它的对齐值是2，所以只要对象起始地址是2的倍数（即地址能被2整除），就满足对齐要求。
2. “对齐值越大，固定内存中可分配的对齐对象数量越少”这个假设是正确的。

当对齐值增大时，对对象起始地址的要求更严格，在固定大小的内存块里，符合对齐要求的起始位置数量会减少。比如换个更直观的例子：若对象大小为5，在10字节的内存块中：

• 对齐值为2时，可在地址0、6处放置对象，总共能放2个；
• 对齐值为4时，仅能在地址0处放置对象，下一个有效起始地址8加上对象大小会超出内存范围，只能放1个。
  显然对齐值越高，可分配的对齐对象数量越少。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Huy Nhat Tran