结构体
结构体定义方法
定义方法一:
struct MyStruct//定义结构体,定义的结构体在内存中是不占空间的
{
int a;
char b;
short c;
};
//没有创建对象int main(void)
{
//使用结构体,创建一个结构体对象,创建对象时才会占用内存空间
struct MyStruct a = {10,'b',4};
//可以在创建时就初始化,也可以在之后赋值
struct MyStruct* sp = &a;
//结构体指针
a.a = 10;
(*sp).b = 'b';
sp->c = 4;
}
定义方法二:
struct MyStruct
{
int a;
char b;
short c;
}s1,s2,s3;
//s1,s2,s3 是创建的结构体对象,在定义结构体的同时创建对象
//s1,s2,s3 是全局变量int main(void)
{
s1.a = 10;
//这里可以直接使用结构体对象
}
定义方法三:
typedef struct MyStruct//相当于对这个结构体重命名为 Stu
{
int a;
char b;
short c;
}Stu;
int main(void)
{
Stu s1;
//使用重命名,进行创建对象。
}
结构体作为参数时
- 函数传参时,参数是需要压栈的
- 如果传递一个结构体对象时,直接传递结构体实参,在函数那边会压栈一个同样大小的内存空间(创建结构体形参),会导致系统开销增大,从而导致性能降低。
- 所以传递结构体参数时,尽量传递结构体的指针(地址)
- 注意:如果两个匿名结构体的成员一样,但是在编译器看来也是不同的结构体类型。
struct//没有声明结构体的名称
{
int a;
char b;
short c;
}x;
//定义了一个结构体的对象
//这种声明结构体方法,只能在声明时定义结构体对象,之后不能在定义对象(没有结构体名称)struct
{
int a;
char b;
short c;
}p;
//p和x是不同的结构体类型。
结构体的自引用
struct Node
{
int date;
struct Node* next;
//用指针指向下一个同类结构体的地址。
//struct Node n;
//在结构体中创建自己类型的对象
//这种用法是错误的,会出现套娃的情况,内存会无限大,系统报错
}
结构体内存对齐
- 先看示例:
struct X
{
int a;
char b;
short c;
};
struct P
{
char a;
int b;
char c
short d;
struct X st;
};
struct P a;
printf("%d\n",sizeof(p));
//输出结果为20
结构体对齐规则
- 第一个成员,存放在结构体变量偏移量为0的地址处(即结构体变量的首地址处)
- 【自定义类型(结构体等)】其他成员要对齐到某个数(对齐数)的整数倍的地址处。
- 对齐数 = 编译器默认的对齐数 和 该成员大小 的较小值
- VS 中默认对齐数为 8。
- 每个成员都有一个对齐数(可能会不相同)
- 结构体的总大小为最大对齐数的整数倍。
- 如果有嵌套结构体,嵌套结构体对齐到字节的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是最大对齐数(包括嵌套结构体成员的对齐数)的整数倍。
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- 移植原因:不是所有硬件平台都能任意地址访问,某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据。
- 性能原因:数据结构(尤其是栈)应该尽可能的在边界上对齐。为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问,而对齐内存的访问只需要访问一次。
- 总的来说就是:结构体的内存对齐是拿空间来换取时间。
- 所以在设计结构体时,尽量将空间小的成员放在一起,节省空间。
- 将结构体放在#pragma pack之间,该结构体的默认对齐数就变为4。
#pragma pack(4)
struct X
{
int a;
char b;
short c;
};
#pragma pack()
宏offsetof()求偏移量
offsetof(type, member-designator);
int i = offsetof(struct X,b);
//返回值为b的偏移量
- 函数作用 :求结构体成员相当于首地址的偏移量
- type :结构体类型
- member-designator:结构体成员
- 返回值为size_t ,表示结构体成员的偏移量。
- 位段的定义方法和结构体类似。
- 位段成员的后面有一个冒号和数字。(数字是这个变量的大小bit位)(不是字节哦)
- 位段成员只能是 unsigned int 和 signed int 或者char类型。
- 位段不存在内存对齐(节省空间)
- 位段是不能跨平台的,所以可移植程序中不能使用位段。
//定义方法
struct MyStruct
{
int _a : 2;
//_a这个变量只占2个bit位
int _b : 5;
//_b这个变量只占5个bit位
unsigned int _c : 10;
//_c这个变量只占10个bit位
unsigned int _d : 30;
};
//总共37个bit位,占两个int型8字节
枚举
- 把可能的值一一列举出来。
//枚举的定义方法
enum Day//一周
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sum
};
- 如果定义枚举时,如果没有初始化,则默认从0开始依次增大1。
- 枚举里面的都是常量,都是枚举类型,只能在定义时初始化,之后无法赋值。
- 共用体中的成员共用同一个内存空间(即所有成员的地址都一样)
- 注意:共用体是成员的地址相同,并且那个空间存的数据也相同
- 但是每个成员的值是不同的(因为变量类型不同,解析方法不同)
union Un//定义共用体
{
char c;
int i;
short j;
};
union Un u;
u.i = 123456;
printf("%d\n", u.c);
//64
printf("%d\n", u.i);
//123456
printf("%d\n", u.j);
//-7616
- 注意:共用体定义时不能初始化,只能在创建共用体对象后才能赋值。
- 共用体的总大小为最大对齐数的整数倍。
- 共用体的总大小至少是成员变量中空间最大的那个。
union Un//该共用体大小为 4 (int的对齐数为4)
{
char c;
int i;
short j;
};
union Un//大小位16,int为4字节,arr占14字节,所以总大小为16字节
{
short arr[7];
int i;
};
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