结构和联合

《C与指针》读书笔记

1.结构基础知识

结构是一些值的集合，这些值成为它的成员。

1.1 结构声明

struct tag {member-list} varialbe-list;

下面是结构的声明示例：

（1）简单声明

struct {

int a;

char b;

float c;

} x;

（2）使用tag。

struct SIMPLE {

int a;

char b;

float c;

};

struct SIMPLE x;

（3）使用typedef。

typedef struct SIMPLE {

int a;

char b;

float c;

}Simple;

Simple x;

1.2 结构成员

结构成员也可以是标量、数组、指针甚至是其他结构。

struct COMPLEX {

float f;

int a[20];

long *lp;

struct SIMPLE s;

struct SIMPLE sa[10];

struct SIMPLE *sp;

};

1.3 结果成员的直接访问

结构变量的成员是通过点操作符（.）进行访问的。

struct COMPLEX comp;

comp.sa[4].c

1.4 结构成员的间接访问

如果拥有一个指向结构的指针，可以通过（->）间接访问到结构成员。

struct COMPLEX *cp;

cp->f

cp->a

cp->s

1.5 结构的自引用

使用结构指针作为结构自身的成员可以实现结构的自引用

struct SELF_REF {

int a;

struct SELF_REF* b;

int c;

}

1.6 不完整的声明

解决结构互相依赖存在的问题。

struct B;

struct A {

struct B *partner;

};

struct B {

struct A *partner;

}

1.7 结构的初始化

struct INIT_EX {

int a;

short b[10];

Simple c;

} x = {

10,

{1,2,3,4,5},

{25,'x',1.9}

};

2 结构、指针和成员

typedef sturct {

int a;

short b[2];

} Ex2;

typedef sturct EX{

int a;

char b[3];

Ex2 c;

struct EX *d;

} Ex;

Ex x = {10,"Hi",{5,{-1,25}},0};

Ex *px = &x;

上面声明和初始化在内存中的表示：

2.1 访问指针

（1）px的右值

（2）px的左值

2.2 访问结构

（1）*px的右值

（2）*px 的左值

2.3 访问结构成员

（1）px->a的右值

（2）px->b的右值

（3）px->b[1]的右值

2.4 访问嵌套的结构

（1）px->c的左值

（2）px->c.a的右值

（3）*px->c.b的右值

2.5 访问指针成员

px->d->a

px->d->b

px->d->c

px->d->c.a

px->d->c.b[1]

3.结构的存储分配

编译器按照成员列表的顺序一个接一个地给每个成员分配内存。只有当存储成员需要满足正确的边界对齐要求时，成员之间才可能出现用于填充的额外的内存空间。

struct ALIGN {

char a;

int b;

char c;

};

这样声明的空间利用率低。

struct ALIGN {

int b;

char a;

char c;

}

这样声明占8个字节，比前面的声明节省了33%。

4. 作为函数参数的结构

typedef struct {

char product[PRODUCT_SIZE];

int quantity;

float unit_price;

float total_amount;

} Transaction;

直接把结构作为参数传递给一个函数；

void prite_receipt(Transaction trans);

不过这样做效率比较低，程序必须把结构复制一遍。而且如果函数希望修改到结构的成员时，这个函数无法满足。所以更高效的做法是把传递给函数一个结构的指针。函数可以通过间接访问访问到每个成员。也可以修改到结构成员。

void prite_receipt(Transaction* trans);

5. 位段

位段的声明和结构类似，但它的成员是一个或多个位的字段。位段成员必须声明为int，singed int或unsigned int类型。

下面是一个位段声明的例子：

struct CHAR {

unsigned ch : 7;

unsigned font : 6;

unsigned size : 19;

};

struct CHAR ch1;

这个声明取自一个文本格式化程序，它可以处理多达2^7个字符、2^6种不同的字体以及2^19个单位的长度。位段可以节省存储空间。

6. 联合

联合的声明和结构类似，但它的行为却和结构不同。联合的所有成员引用的是内存中的相同位置。当你想在不同的时刻把不同的东西存储于同一个位置时，就可以使用联合。

union {

float f;

int i;

} fi;

可以将fi解释成float，也可以解释成int。

6.1联合的初始化

联合变量可以被初始化，但这个初始值必须是联合第1个成员的类型，而且它必须在一对花括号里面。

union {

int a;

float b;

char c[4];

} x = {5};

把 x.a 初始化为5。