位運算技巧：快速對齊到 8 的倍數或 2 的 N 次方倍數

對齊到 8 的倍數

假設變數 data 為無號整數，需向上取整到 8 的倍數：

aligned = ((data + 7) >> 3) << 3;

等價於：(data + 7) & ~7 或 (data + 7) & -8。

通用公式：對齊到 2ⁿ 的倍數

// n 為冪次，如 3 表示 8，4 表示 16
aligned = (data + (1 << n) - 1) & ~((1 << n) - 1);

或使用位移：

aligned = ((data + (1 << n) - 1) >> n) << n;

原理解析

1. data + (2ⁿ - 1)：確保若 data 不在邊界上，進位到下一個邊界。
2. & ~(2ⁿ - 1)：清除低 n 位，得到 2ⁿ 的倍數。
3. 位移版本：右移 n 位捨去低位，左移 n 位補零，效果相同。

應用場景

• 記憶體分配對齊（如 malloc、posix_memalign 參數）。
• 結構體大小計算、緩衝區長度調整。
• 硬體暫存器、DMA 傳輸長度對齊需求。

C++17 標準庫支援

#include <memory>
void* ptr = std::aligned_alloc(alignment, size);  // alignment 必須為 2 的冪次
// 或
std::align(alignment, size, ptr, space);