我也会的———用结构体计算

本文介绍了一个使用C++编写的程序,该程序能够从文本文件中读取学生的成绩数据,并进行排序及奖学金资格筛选。程序实现了成绩的自动汇总、排序功能,并按条件输出符合条件的学生名单。
/*  
* 程序的版权和版本声明部分  
* Copyright (c)2013, 烟台大学计算机学院学生  
* All rightsreserved.  
* 文件名称:score.cpp                             
* 作    者:张浩                              
* 完成日期:2013年3月13日  
* 版本号: v1.0        
* 输入描述: 
* 问题描述:读取文件  
* 输出:  
*/    
#include <iostream>      
#include <fstream>      
#include <cstdlib>  //在codeblocks下,exit(1)需要这个头文件      
using namespace std;    
struct Student    
{    
    char num[13]; //尽管都是由数字构成,但看作为字符更合适。学号12位,定义为13个字符,便于处理成字符串      
    char name[10]; //每个汉字占两个字节,中国人的名字,5个汉字够用      
    int cpp;    
    int math;    
    int english;    
    int grade;    
};    
const int N=200;    
int main( )    
{    
    int i,j,k,stuNum=0;    
    //定义结构体数组      
    Student stu[N],t_stu;    
    
    //下面从文件中读取数据到结构体数组,在读入的过程中计算总分      
    ifstream infile("score.txt",ios::in);   //以输入的方式打开文件      
    if(!infile)                 //测试是否成功打开      
    {    
        cerr<<"open error!"<<endl;    
        exit(1);    
    }    
    i=0;    
    while(!infile.eof())    
    {    
        infile>>stu[i].num>>stu[i].name>>stu[i].cpp>>stu[i].math>>stu[i].english;    
        stu[i].grade=stu[i].cpp+stu[i].math+stu[i].english;    
        ++stuNum;    
        ++i;    
    }    
    infile.close();    
   for(i=0; i<stuNum-1; i++)  
    {  
        k=i;  
        for(j=i+1; j<stuNum; j++)  
            if(stu[j].grade>stu[k].grade) k=j;  //排序的依据是总分,此for循环找出当前总分最高的学生的下标k   
        t_stu=stu[k];  //交换,结构体变量可以直接赋值。当然,结构体数组元素的值可以赋值给结构体变量   
        stu[k]=stu[i];  
        stu[i]=t_stu;  
    }  
    for(i=0; i<stuNum; ++i)    
    {    
        cout<<stu[i].num<<"\t"<<stu[i].name<<"\t"<<stu[i].cpp<<"\t"<<stu[i].math<<"\t"<<stu[i].english<<"\t"<<stu[i].grade<<endl;    
    }    
	cout<<"获得奖学金的同学如下:"<<endl;
	i=0,j=1;
	int g;
	while(j<=30)
	{
		if(stu[i].cpp>=60&&stu[i].english>=60&&stu[i].math>=60)
		{
			cout<<j<<"	"<<stu[i].name<<endl;
			g=stu[i].grade;
			j++;
		}
		i++;
	}
	while(g==stu[i].grade)
	{
		if(stu[i].cpp>=60&&stu[i].english>=60&&stu[i].math>=60)
		{
			cout<<j<<"	"<<stu[i].name<<endl;
		}
		i++;
	}
    return 0;    
}    


运行结果:(成绩排序)

(获奖名单)

心得体会:以后分析成绩可以找我帮忙了。哈哈哈。。。

### C/C++ 中结构体大小的计算方式 在 C/C++ 编程语言中,结构体是一种复合数据类型,允许开发者将不同类型的数据组合在一起。然而,在实际应用中,由于 **内存对齐** 的存在,结构体的实际大小可能并不等于其成员大小的简单相加。 #### 内存对齐的概念 为了提高 CPU 对内存访问的速度,编译器会对结构体中的成员按照一定的规则进行排列,这种现象称为 **内存对齐**。具体来说,内存对齐遵循以下几个原则: 1. **成员偏移量规则**: 每个成员相对于结构体起始位置的偏移量必须是该成员大小的倍数。如果当前偏移量不符合这一规则,则会在前一个成员之后填充一些字节以满足对齐需求[^2]。 2. **结构体整体对齐规则**: 整个结构体的大小必须是最小对齐单位(即结构体内最大成员大小)的倍数。如果不满足此条件,则会补充额外的空间来达到这个目标[^4]。 3. **默认对齐值的影响**: 不同平台上的编译器可能会有不同的默认对齐设置,默认情况下通常取 `#pragma pack` 或者硬件架构支持的最大对齐值作为标准[^3]。 --- #### 结构体大小的具体计算方法 以下是具体的计算过程以及几个例子说明如何根据以上规则得出最终的结果: ##### 例一:简单的线性结构体 考虑以下代码片段: ```c struct A { char a; // 大小为1字节 short b; // 大小为2字节 int c; // 大小为4字节 }; printf("%zu\n", sizeof(struct A)); ``` - 成员 `a` 占用 1 字节,因此它的偏移量为 0。 - 接下来的成员 `b` 需要占用连续的两个字节空间,并且它要求地址能被 2 整除。此时前面已经有 1 字节分配给 `a`,所以需要补足到下一个能够被 2 整除的位置 (也就是第 2 字节),这样总共用了 2 字节用于存储 `a+b`。 - 同理对于最后的成员 `c` 来说,它是一个 4 字节宽的对象,而目前使用的总长度只有 3 字节 (`a=1`, 填充`=1`, `b=2`) ,还需要补齐至离最近的一个可容纳四字节单元的地方 —— 这里就是第八位开始存放 `c` 。于是整个结构体共占据八个字节[^2][^4]。 总结下来,本案例中 `sizeof(A)` 应返回值为8。 --- ##### 例二:涉及更复杂类型的结构体 再看另一个稍微复杂的实例: ```c struct B { char x; double y; float z; }; // 输出结果取决于实现细节,但常见情况应该是如下所示... printf("%zu\n", sizeof(B)); // 可能得到16或者更多依赖于环境设定下的打包参数等因素影响. ``` 这里我们注意到双精度浮点型(`double`)具有较高的对齐需求(通常是8字节边界), 所以即使单字符变量只占一位, 它后面也会有大量空白区域预留出来直到遇到适合放置较大对象的位置为止. 同样地依据之前提到的原则逐步推导可知此处最有可能得到的就是十六个字节长的整体尺寸[^4]. --- ##### 特殊情形 - 使用嵌套结构体的情况 当涉及到内部包含其他子结构的情形时也需要特别注意它们各自的独立属性及其相互作用效果。比如下面这段程序展示了这种情况下的处理逻辑: ```c++ #include <iostream> using namespace std; struct InnerStruct{ unsigned char ucField : 7 ; } ; struct OuterStruct{ bool flagBitfield ; InnerStruct innerObj ; uint64_t bigValue ; }; int main(){ cout << "Sizeof outer struct:"<<sizeof(OuterStruct)<<endl; } ``` 在这个特定的例子当中,尽管 bit-field 和 small-sized 类型字段的存在使得看上去似乎应该非常紧凑才合理,但由于外部还存在着超大宽度数值项的缘故,最终还是不得不拉伸到了至少八字节以上的跨度上去才能完全符合所有约束条件的要求。 --- ### 总结 综上所述,通过理解并运用好这些关于C/C ++编程环境下针对用户自定义数据形式之一---结构体型态所特有的布局特性方面的知识点可以帮助程序员更好地掌控资源利用率同时也便于调试诊断可能出现的相关错误状况等问题发生几率减少很多程度之上提升软件质量水平等方面均有着重要意义所在之处不可忽视掉任何细枝末节点部分才行哦!
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