自定义类型(聚合类型)的总结

本文详细介绍了C语言中的结构体,包括定义、声明、成员访问、内存对齐规则及结构体的传参。接着讨论了位段的概念、内存分配和跨平台问题。枚举的定义、优点也被提及。最后,文章阐述了联合体的定义、特点以及其成员共享内存空间的特性。

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1、 结构体
1>定义:

将具有相同或者不同数据类型的元素放在 一起就是结构体类型,结构体中的值称为成员变量,结构的每个成员可以是不同类型的变量。

2>结构体的声明:

在声明结构的时候,可以不完全声明
在声明的时候省去可以省去结构体标签
c语言中不可以定义空类型

3>结构体成员:

结构体的成员可以是标量、数组、指针、甚至是其他结构体

4>结构体成员访问:

结构体变量访问成员:可以用点操作符(.),点操作符接受两个操作数
结构体访问指向变量的成员,有时候得到的不是结构体变量,而是一个指向结构体的指针 ,采用指向操作符(->),指向操作符接受两个操作数,

5>结构体的自引用

结构体一般不进行自引用,因为地址空间没有确定

6>、结构体变量的定义和初始化

数组允许整体初始化,禁止定义后初始化,允许逐个赋值,结构体变量禁止整体赋值,其他和数组保持一致

7>结构体的内存对齐

为什么会存在结构对齐的问题:

1、平台原因:(移植原因)不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据,某些平台上只能在某些地址处取特定类型的数据,否则,抛出硬件异常

2、性能问题:数据结构(尤其是栈),应该,尽可能的在自然边界上对齐。原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要两次内存访问,而对齐的内存访问仅需要一次访问

总体来说,结构体内存对齐就是以空间换时间的做法

内存对齐的规则:

1、第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处,结构体内所有成员都有对齐数

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。(在windows中默认是8,linux中默认是4)

3、结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量除了第一个成员都有一个对齐数)的整数倍

4、如果嵌套结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的对齐数的最大整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。

对齐数:结构体内一个变量的对齐数是指该变量自身的大小与系统默认大小的最小值

对齐:当前正要被定义的起始偏移量整除自己的对齐数

设置对齐数不要超过默认对齐数,否则不起作用
8>结构体的传参

1、一般结构体传参都是传的地址
2、讲解函数栈帧的时候,函数传参的时候,参数是需要压栈的
3、如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的系统开销比较大,所以会导致性能下降

位段
1、什么是位段

位段的声明和结构体是类似的,不过有两点不同

1、位段的成员必须是int、unsigned int
、sigend int

2、位段的成员名后面有一个冒号和数字

struct A

{

int _a:2; //后面的数字表示用几个比特位

int _b:5;

}

位段的内存分配:

1、位段的成员可以是int、unsigned int 、sigend int或者是char(属于整形家族)
2、位段的空间是按照需要以四个字节(int)或者1个字节(char)的方式开辟

3、位段涉及很多不确定的因素,位段是不跨平台的,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位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的

2、位段最大位的数目不能确定(16位机器最大16,32位机器最大32,写成27,在16位机器上会出问题)

3、位段中的成员在内存中是从左到右分配,还是从右到左分配标准尚未定义

4、当一个结构包含两个位段,第二个位段成员比较大,无法容纳于第一个位段剩余的位时,是舍弃剩余的位还是利用还是不确定

枚举
定义:

枚举就是一一列举

enum Day

{

Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
sun

};

上面{}定义的是枚举常量,这些可能取值都是有值的,默认从0依次递增1,当然在定义时也可以赋初值

枚举的优点:(与宏比较)

1、增加代码的的可读性和可维护性

2、#define 定义的标识符比较枚举有类型检测,更加严谨

3、防止命名污染

4、便于调试

5、使用方便,一次可以定义多个常量

4、联合体(共用体
1>联合体的定义

联合体定义的变量包含一系列的成员,特征就是这些成员公用同一块空间(所以联合体也叫做共用体)

联合体的成员那个是第一个、取地址和联合体的地址数值是一样的
2>联合体的特点:

联合体的成员是共用同一块内存空间,这样一个联合变量的大小,至少是最大成员大小(因为联合至少得有能力保存最大的成员)

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