一、结构体的声明
1、结构的基础知识
结构是一些值的集合,这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。
2、结构的声明
struct tag
{
member-list;
}variable-list;
//member-list——成员列表
//variable-list——变量列表
//描述一个学生
struct Stu
{
char name[10];
int age;
double score;
}s1, s2, s3;//分号不能丢
3、特殊的声明
//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;
p = &x;//在上面的代码基础上,下面的代码是否合法
非法,因为匿名结构体的成员名如果一样,在编译器看来也是不同的类型的结构体,所以是非法的。
4、结构的自引用
正确的引用方式
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
//typedef是类型重命名
typedf struct Node
{
int data; //数据
strcct Node * next; //指针
}Node,*pNode;
//Node是结构体的新名
//*pNode是对结构体指针的重命名;
pNode 就是 strcct Node *
Node n1 就是 strcct Node n2
5、结构体变量的定义和初始化
struct Book
{
char name[10];
float price;
char id[10];
};
struct Node
{
struct Book b;
struct Node* next;
};
int main()
{
struct Book s2 = { "堂吉诃德",50.0f,"KD114514" };
struct Node n = { { "红楼梦",100.0f,"HLM114514" } ,NULL }; //嵌套初始化
return 0;
}
6、结构体内存对齐
如何计算
?
首先得掌握结构体的对齐规则:
1.
第一个成员在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)的整数倍的地址处。
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
中默认的值为
8
3.
结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍。
4.
如果嵌套了结构体的情况,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齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));

struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
总体来说: 结构体的内存对齐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。
//例如:
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
7、修改默认对齐数
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
offsetof——宏
//计算结构体成员相对于其实位置的偏移量
#include<stddef.h>
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
int main()
{
printf("%u\n", offsetof(struct S2, c1));
printf("%u\n", offsetof(struct S2, c2));
printf("%u\n", offsetof(struct S2, i));
return 0;
}
8、结构体传参
struct s
{
int data[1000];
int num;
};
struct s p1= { {1,2,3,4},1000 };
//结构体传参
void print1(struct s p1)
{
printf("%d\n", p1.num);
}
//结构体传地址
void print2(struct s *pp1)
{
printf("%d\n", pp1->num);
}
int main()
{
print1(p1);//传结构体
print2(&p1);//传地址
return 0;
}
结构体传参时,要传结构体的地址比较好。
原因:函数传参的时候,参数是需要压栈,会有时间和空间上的系统开销。 如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的的系统开销比较大,所以会导致性能的 下降。
二、位段
1、位段的声明和结构是类似的,有两个不同:
(1).
位段的成员必须是
int
、
unsigned int
、
signed int 、char
。
(2).
位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
struct A
{
int _a:2; //_a这个成员只占2个比特位
int _b:5; //_a这个成员只占2个比特位
int _c:10;
int _d:30;
};
A就是一个位段类型。
2、位段的内存分配
(1)位段的成员可以是 int unsigned int signed int
或者是
char
(属于整形家族)类型
(2).
位段的空间上是按照需要以
4
个字节(
int
)或者
1
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,注重可移植的程序应该避免使用位段。、
//一个例子
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
//空间是如何开辟的?
3
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)位段中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
器会出问题。
(3)位段中的成员在内存中从左向右分配,还是从右向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,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,但是有跨平台的问题存在。
三、枚举
enum Sex
{
MALE, //0
FEMALE, //1
SECRET //2
};
enum Color
{
RED, //0
BLUE = 8 , //8 —— 这不是在赋值,而是初始化
GREEN //9
};
枚举的使用
enum Color
{
RED = 1,
BLUE = 8 ,
GREEN = 4
};
int main()
{
enum Color clr = GREEN; //只能拿枚举常量给枚举变量赋值,才不会出现类型的差异。
}
四、联合(共用体)
1、联合类型的定义
联合也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,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。
//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
//联合变量的定义
union Un un;
//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));
return 0;
}
2、联合特点
联合的成员是共用同一块内存空间的,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)。
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
//联合变量的定义
union Un un;
printf("%p\n", &un);
printf("%p\n", &(un.c));
printf("%p\n", &(un.i));
return 0;
}
判断当前计算机的大小端储存
int check_sys()
{
union Un
{
char c;
int i;
}u;
u.i = 1;
return u.c;
}
int main()
{
if (check_sys == 1)
printf("大端\n");
else
printf("小端\n");
return 0;
}
3、联合大小的计算
(1)联合的大小至少是最大成员的大小。
(2)当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍。
(3)共用地址是从起始地址开始。
union Un1
{
char c[5]; //5 对齐数1
int i; //4 对齐数4
};
union Un2
{
short c[7];//14 对齐数2
int i;//4 对齐数4
};
//下面输出的结果是什么?
printf("%d\n", sizeof(union Un1)); // 8
printf("%d\n", sizeof(union Un2)); // 16