结构体类型创建 结构体初始化 结构体内存对齐 位段,位段计算机大小 枚举+联合

本文详细介绍了结构体的创建、初始化和内存对齐规则,探讨了位段的特性及其在不同平台下的不确定性,同时讲解了枚举的用途和优点,并解析了联合(共同体)的定义和特点。通过对这些概念的深入理解,有助于优化内存管理和提高代码效率。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

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。
在这里插入图片描述
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

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值