alignas 和 alignof 是 C++11 提供的对齐控制工具：alignof(T) 编译期返回类型 T 的最小字节对齐值；alignas(N) 强制变量、类等按 N 字节对齐（N 为 2 的幂），用于优化性能、满足硬件或 ABI 要求。
alignas 和 alignof 是 C++11 引入的内存对齐控制工具，用于显式指定或查询类型的对齐要求。合理使用它们能提升缓存命中率、避免未对齐访问导致的性能下降（尤其在 ARM 或某些 x86 场景下），还能确保与硬件指令（如 SSE/AVX）或外部 ABI 兼容。
alignof：获取类型对齐要求
alignof(T) 返回类型 T 所需的最小字节对齐值（编译期常量），单位是字节。它不依赖对象是否存在，也不调用构造函数。
- 基本类型对齐通常等于其大小（如 int 在多数平台为 4 字节对齐）
- 结构体对齐取其所有成员对齐要求的最大值，再按自身填充规则向上对齐
- 可直接用于 static_assert 验证对齐是否满足硬件要求
示例：
static_assert(alignof(double) >= 8, "double must be 8-byte aligned"); static_assert(alignof(std::max_align_t) >= 16, "platform supports at least 16-byte alignment");
alignas：强制指定对齐方式
alignas(N)（N 是 2 的整数次幂）可作用于变量、类/结构体、联合体或位域成员，强制该实体地址按 N 字节对齐。编译器会在分配空间时插入必要填充。
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- 对变量：影响栈/全局/堆上分配的位置（堆需配合 aligned_alloc 或自定义分配器）
- 对结构体：改变整个类型的 alignof 值，并可能增加其 sizeof
- 对成员：仅影响该字段偏移，不改变整体结构对齐；但需注意：C++17 起才支持对非静态数据成员使用 alignas
示例：
struct alignas(32) Vec4f { float x, y, z, w; }; // 整个结构体按32字节对齐
static alignas(64) char cache_line[64]; // 缓存行对齐，防伪共享
alignas(16) float simd_array[4]; // 确保可用于 _mm_load_ps
对齐与性能的关键细节
不是“越对齐越好”。过度对齐会浪费内存、降低缓存利用率，甚至触发更慢的分配路径（如 aligned_alloc 可能比 malloc 慢）。关键看使用场景：
- SIMD 向量化：AVX2 要求 32 字节对齐，AVX-512 要求 64 字节；未对齐加载（_mm256_loadu_ps）在部分 CPU 上有显著延迟
- 多线程数据结构：将互不干扰的计数器分别放在不同缓存行（alignas(64)），避免 false sharing
- 嵌入式或 DMA 场景：外设寄存器或 DMA 缓冲区常要求特定对齐（如 128 字节），必须严格满足
- 结构体布局优化：手动调整成员顺序 + alignas 控制填充，比盲目加对齐更有效
注意事项和常见陷阱
alignas 值不能小于类型自然对齐（即 alignof(T)），否则被忽略；若指定值不是 2 的幂或过大（超过实现限制），编译报错。
- 堆上对齐需配对使用：alignas 对 new 表达式无效，应改用 aligned_alloc + placement new，或封装成自定义分配器
- 继承体系中，基类对齐不会自动传递给派生类；若需强对齐，须在派生类声明时显式加 alignas
- 模板中使用 alignas 要小心：对齐值必须是常量表达式，不能依赖模板参数运行时值
- 调试时可用 reinterpret_cast
(&var) % N 快速验证实际对齐是否符合预期