结构体类型创建
结构体是一些(具有相同或者不同元素类型)值的集合,这些值成为成员变量。
结构体的每个成员可以是不同类型的变量。
结构体的声明:
例如描述一个学生:
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sx[5];//性别
char id[20];//学号
};//分号不能丢
结构体的成员可以是标量、数组、指针、甚至可以是其他结构体
特殊的声明:
在声明结构的时候,也可以不完全的声明。
比如:
//匿名结构体类型
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;
上面的两个结构在声明的时候省略了结构体标签(tag)。
那么问题来了?
//在上面的基础上,下面的代码合法吗?
p=&x;
警告:编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。所以是非法的。
对于结构体的访问有两种方法:点操作符和指向操作符
点操作符:
struct S s;
strcpy (s.name,"zhangsan");//使用.访问name成员
s.age=20;//使用.访问age 成员
指向操作符:
struct S
{
char name[20];
int age;
}
void printf(struct S* ps)
{
printf("name=%s age=%d\n", (*ps).name,(*ps).->age);//点操作符
printf("name=%s age=%d\n", ps->name,ps->age);//指向操作符
}
结构体变量的定义和初始化
struct Point
{
int x;
int y;
}p1;//声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2;//定义结构体变量p2
//初始化
struct Point p3 = { x, y };
struct Stu //声明类型
{
char name[15];//名字
int age;//年龄
};
struct Stu s = { "zhangsan",20 }//初始化
struct Node
{
int datd;
struct Point p;
struct Node*next;
}n1 = { 10, { 4, 5 }, NULL };//结构头嵌套初始化
n2 = { 20, { 5, 6 }, NULL };//结构头嵌套初始化
注意:结构体不能被整体赋值,但可以整体初始化
结构体内存对齐
结构体的对齐规则:
1.第一个成员与结构体变量偏移量为0的地址处;
2.其他成员变量要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍地址处 。对齐数=编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。VS中默认值为8,Linux中默认值为4
3.结构体总大小为最大对齐数的整数倍
4.嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对其数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。
内存对齐的原因:
- 平台原因(移植原因):不是所有的硬件平台都能够访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。
- 性能原因:数据结构(尤其是栈)应该尽可能的在自然边界对齐。原因在于,为了访问数据的内存,处理器需要做两次访问;而对齐的内存仅需要一次访问。
总体来说:结构体内存对齐就是拿空间来换取时间的做法
那在设计结构体的时候,我们既要满足对齐,又要节省空间,如何做到:
让占用空间小的成员尽量集中在一起。
位段,位段计算机大小
位段的声明和结构是类似的
1.位段成员必须是 int ,unsigned int 或signed int
2.位段成员名后面有一个冒号和一个数字(表示占几个比特位)
struct A
{
int _a:2;//_a占两个比特位
int _b:4;
int _c:10;
int _d:30;
};
printf("%d\n",sizeof(struct A));//8(位段的大小)
A是位段的类型(位段中的类型相同)
位段的内存分配:
1.位段成员可以是int, unsigned int,signed int或者是char(属于整形)类型
2.位段的空间上是按照需要以四个字节(int)或者一个字节(char)的方式来开辟的
3.位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,其应用场景专业且狭窄,注重可移植的程序应该避免使用位段。
位段的跨平台问题:
1.int位段被当成符号数还是无符号数是不确定的
2.位段中最大的数目不能确定。(16位机器最大16,,32位机器最大32,写成27,在16位机器会出现问题)
3.位段中的成员从左向右,还是从右向左分配尚未定义
4.当一个结构包含两个位段,第二个位段成员比较大,无法容纳第一个位段剩余的位时,是舍弃剩余的位还是利用,这是不确定的
总结:
跟结构相比,位段可以达到同样的效果,但是可以很好的节省空间,但是不能跨平台
枚举
枚举:列举,将可能的取值一一例举。
enum Day{ //星期
Mon,
Tue,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Day是枚举类型。{}中的内容是枚举类型的可能取值(枚举常量)。这些可能取值都是有值的,默认从0开始,一次增1,当然在定义的时候也可以赋初值,后边一次增1。枚举变量被赋值为枚举常量内的某一个,也可以是其他整数。
枚举的优点:
1.增加代码的可读性和可维护性
2.和#define 定义的标识符比较,枚举有类型检查,更加严谨
3.防止为了命名污染 (封装)
4.便于调试
5.使用方便,一次可以定义多个常量
联合(共同体)
联合类型的定义
联合是一种特殊的自定义类型,这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员共用同一块空间(所以联合也称为共用体)例如:
//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算联合变量的大小
printf("%d\n‘,sizeof(un));
联合内的所有成员共享地址,并且所有成员的地址都一样
联合的特点
1.联合的成员是共用一段内存空间的,这样一个联合变量的大小,至少是最大成员的大小(因为联合至少得有能力保存最大的那个成员)
2.联合体内的所有成员均以从第一个字节处开始使用
联合大小的计算
1.联合的大小至少是最大成员的大小
2.当最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对其数的整数倍