【C++基础】内存对齐原则与性能影响：面试高频考点与真题解析
在计算机系统中，内存对齐是影响程序性能和跨平台兼容性的重要因素。无论是校招还是社招，内存对齐相关问题几乎是 C/C++、嵌入式开发、操作系统等岗位的必考题。掌握内存对齐的原理和应用，不仅能应对面试，更是理解现代计算机体系结构的关键。
一、内存对齐的基本概念
1.1 什么是内存对齐？
内存对齐是指数据在内存中存储时，其起始地址必须是某个特定值（通常是数据类型大小的倍数）。例如，4 字节的int类型变量应存储在 4 的倍数地址上（如 0x0000、0x0004 等）。这种规则由硬件架构和编译器共同决定，目的是提高 CPU 访问内存的效率。
①CPU 访问内存的机制
CPU 通过总线访问内存，每次访问的最小单位称为字长（Word Size）。例如，32 位 CPU 的字长为 4 字节，64 位 CPU 的字长为 8 字节。当数据未对齐时，CPU 可能需要多次访问内存并组合数据，导致性能下降。
② 缓存行与对齐
现代 CPU 通过缓存行（Cache Line）预取内存数据，通常为 64 字节。未对齐的数据可能跨越多个缓存行，导致缓存利用率降低。例如，一