结构体的存储方式

 

在做课程设计的时候发现结构体的入口地址与它的第一个元素地址相同

Typedef union student 

       Char name[10]; 

       Long sno; 

       Char sex; 

       Float score [4]; 

} STU; 

Main () 

STU a[5]; 

Printf(“%d/n”,sizeof(a); 

答案是80 ,因为union是可变的以其成员中最大的成员作为 该union的大小!

但是换成是 struct又是多少呢?

Typedef struct student 

       Char name[10]; 

       Long sno; 

       Char sex; 

       Float score [4]; 

} STU; 

Main () 

STU a[5]; 

Printf(“%d/n”,sizeof(a); 

答案是 180  ????为什么不是 (10+4+1+16)*5=155? 因为struct 有个叫对齐方式的问题:

         不对齐的数据存取在x86上影响速度,因为在不对齐的时候,对于小的可能会影响 其效率,对齐即是多分配一些字节,填充无用数据,以空间的损失来换取消率。

       struct是一种复合数据类型,其构成元素既可以是基本数据类型(如int、long、float等)的变量,也可以是一些复合数据类型(如array、struct、union等)的数据单元。对于结构体,编译器会自动进行成员变量的对齐,以提高运算效率。缺省情况下,编译器为结构体的每个成员按其自然对齐(natural alignment)条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储,第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

      自然对齐(natural alignment)即默认对齐方式,是指按结构体的成员中(类型)size最大的成员作为基本的分配单元,而且与其顺序有这密切的联系。

     例如:

struct naturalalign
{
 char a;
 short b;
 char c;
};

  在上述结构体中,size最大的是short,其长度为2字节,因而结构体中的char成员a、c都以2为单位对齐,sizeof(naturalalign)的结果等于6;

    如果改为:

struct naturalalign
{
 char a;
 int b;
 char c;
};

  其结果显然为12。

    那么再回到到原题:结构体中,size最大的是long,size是 4,所以,按照顺序,Char name[10];12个字节;Long sno; 4个字节;Char sex; 4个字节(这里对齐了);Float score [4]; 16个字节。于是(12+4+4+16)×5=180,就是了!

     刚才还说过,与顺序有关,呵呵,我们改一下: 

Typedef struct student 

       Char name[10];

       Char sex; 

       Long sno;

       Float score [4]; 

} STU; 

Main () 

STU a[5]; 

Printf(“%d/n”,sizeof(a); 

Main () 

STU a[5]; 

Printf(“%d/n”,sizeof(a); 

 

答案是:160. 为什么,只是换了顺序而已呀?关键就在顺序上。

结构体中,size最大的是long,size是 4,所以,按照顺序,Char name[10];12个字节;但是这12中多分配的2个字节可以包含后面的Char sex; (问题就在这);Float score [4]; 16个字节。于是(12+4+16)×5=160,就是了!

所以要小心呀

结构体是一种用于存储不同类型数据的复合数据类型,它将多个不同类型的数据项组合在一起,形成一个单一的对象。 ### 结构体存储原理 结构体存储的基本原理是将不同类型的数据项按照定义的顺序依次存储在连续的内存空间中。每个成员在内存中占据一定的字节数,其大小取决于成员的数据类型。例如,一个 `int` 类型的成员通常占用4个字节,一个 `float` 类型的成员也通常占用4个字节,而一个字符数组的大小则取决于数组的定义长度。 ### 结构体存储方式 - **成员顺序存储**:结构体中的成员按照定义的顺序依次存储在内存中。例如,定义一个 `Person` 结构体,包含 `name`(字符数组)、`age`(整数)和 `height`(浮点数)三个成员,在内存中,`name` 首先被存储,接着是 `age`,最后是 `height`。 ```c #include <stdio.h> // 定义一个结构体,用于存储人的信息 struct Person { char name[50]; // 姓名 int age; // 年龄 float height; // 身高 }; int main() { struct Person person1; // 创建一个Person类型的变量person1 // 赋值给person1 person1.age = 25; person1.height = 1.75; snprintf(person1.name, sizeof(person1.name), "Alice"); // 打印信息 printf("姓名: %s, 年龄: %d, 身高: %.2f\n", person1.name, person1.age, person1.height); return 0; } ``` - **内存对齐**:为了提高内存访问的效率,编译器会对结构体成员进行内存对齐。内存对齐是指将成员变量的地址调整为其大小的整数倍。例如,一个 `int` 类型的成员通常会被对齐到4字节边界,一个 `double` 类型的成员通常会被对齐到8字节边界。这可能会导致结构体的实际占用内存大小大于其成员实际所需的内存大小之和。 ### 结构体相关知识 - **结构体数组**:结构体数组是元素为结构体的数组,常用于存储多个项目的信息,例如公司员工数据、学生数据等。以下是结构体数组的声明和初始化示例: ```c struct student { char name[50]; int code; float grd; }; struct student stud[3] = {{"nick sterg", 150, 7.3}, {"john theod", 160, 5.8}, {"peter karast", 170, 6.7}}; ``` - **结构体指针**:可以使用指针来访问结构体成员。通过结构体指针访问成员时,需要使用 `->` 运算符。 ```c #include <stdio.h> struct Person { char name[50]; int age; }; int main() { struct Person person = {"Alice", 25}; struct Person *ptr = &person; printf("姓名: %s, 年龄: %d\n", ptr->name, ptr->age); return 0; } ``` - **结构体生命周期和内存管理**:如果不正确管理结构体的生命周期,可能会导致内存泄漏。务必确保释放所有动态分配的内存。例如,使用 `malloc` 函数动态分配结构体数组后,需要使用 `free` 函数释放内存。 ```c #include <stdlib.h> struct student { char name[50]; int code; float grd; }; int main() { struct student *students = (struct student *)malloc(3 * sizeof(struct student)); // 使用students... free(students); // 释放内存 return 0; } ```
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