技术标签: c语言
前言:本章给大家详细介绍一下结构体的相关内容,结构体类型,定义和初始化,内存对齐等,让我们来了解一下吧
结构:结构就是一些值的集合,这些值就是成员变量。
结构体的关键字struct
当我们想要描述一个学生,因为学生有很多的成员变量,比如姓名,年龄,这个时候我们就可以使用结构体来声明
struct student
{
char name[20];//姓名
int age;//年龄
char sex[10];//性别
}s;
接下来给大家介绍一下:
struct
{
char a[10];
int b;
}x;
就是在结构体声明的时候省去结构体标签
结构体也是可以自己引用自己的
struct stu
{
int n;
struct stu* next;
};
这样结构体就可以自己对自己引用了
#include<stdio.h>
struct student
{
char name[20];//姓名
int age;//年龄
}s1 = { "xiaoming",15 };
int main()
{
struct student s2 = { "dazheng",30 };
return 0;
}
接下来让我们分析一下:
结构体成员访问有2种形式:
通过操作符.进行访问,接受两个操作数
#include<stdio.h>
struct student
{
char name[20];//姓名
int age;//年龄
}s1 = { "xiaoming",15 };
int main()
{
struct student s2 = { "dazheng",30 };
printf("%d", s1.age);
return 0;
}
s1.age就是访问s1当中的年龄成员
#include<stdio.h>
struct student
{
char name[20];
int age;
}s1 = { "xiaoming",15 };
void print(struct student* p)
{
printf("%s %d\n", p->name, p->age);
}
int main()
{
struct student s2 = { "dazheng",30 };
print(&s2);
return 0;
}
我们已经了解了结构体的基本使用,接下来让我们了解一下结构体的大小
这里就有一个考点:结构体对齐
首先我们要知道结构体的对齐规则:
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对齐数的整数倍的地址处
对齐数就是编译器默认的一个对齐数与该成员的较小值,VS中默认为8
比如说int类型占4个字节,vs默认为8,其较小值就是4,所以对齐数就是4
3.结构体总大小为最大对齐数的整数倍
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,结构体的整体大小就是所有最大对齐数的整数倍
接下来让我们看一下例题进行理解
#include<stdio.h>
struct s1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main()
{
printf("%d", sizeof(struct s1));
return 0;
}
接下来给大家画图分析一下:
让我们看一下运行结果:
接下来我们看一下结构体的嵌套问题:
#include<stdio.h>
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
int main()
{
printf("%d", sizeof(struct S4));
return 0;
}
接下来给大家画图分析一下:
运行结果:
当我们了解了对齐规则来给大家讲解一下为什么会有内存对齐
1.平台原因
我们使用的编译平台些许不同,不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的
2.性能原因
数据结构应该尽可能在自然边界对齐,为了访问未对齐的内存,处理器就需要访问两次,而访问对齐的内存,只需要一次访问,可以大大节省时间,结构体的内存对齐就是拿空间来换取时间的做法
注意:当我们设计结构体时,尽可能让占用空间小的成员集中在一起,这样既可以节省空间,也可以节省一定的时间
我们可以使用#pragma这个预处理指令
#pragma pack(1) //设置默认对齐数为1
#include<stdio.h>
struct s1
{
char c1; //1 1 1
int i; //4 1 1
char c2; //1 1 1
};
int main()
{
printf("%d", sizeof(struct s1));
return 0;
}
#pragma pack() //取消设置的默认对齐数
修改默认对齐数为1,内存就只占6个字节
当结构在对齐方式不太合适的时候,我们可以自己根据情况修改默认对齐数
1.位段的成员必须是 int unsigned int signed int
2.位段的成员名后边有一个冒号和数字
struct a
{
int a : 2;
int b : 3;
};
#include<stdio.h>
struct S
{
char a : 3;
char b : 4;
char c : 5;
char d : 6;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
printf("%d", sizeof(struct S ));
return 0;
}
我们通过这段代码来理解一下位段在内存中如何储存
接下来画图给大家分析一下:
接下来我们再看一道例题
int main()
{
unsigned char puc[4];
struct tagPIM
{
unsigned char ucPim1;
unsigned char ucData0 : 1;
unsigned char ucData1 : 2;
unsigned char ucData2 : 3;
}*pstPimData;
pstPimData = (struct tagPIM*)puc;
memset(puc,0,4);
pstPimData->ucPim1 = 2;
pstPimData->ucData0 = 3;
pstPimData->ucData1 = 4;
pstPimData->ucData2 = 5;
printf("%02x %02x %02x %02x\n",puc[0], puc[1], puc[2], puc[3]);
return 0;
}
相信大家对位段的计算有了一定的了解
合理的使用位段可以大大的节省空间,更加合理的分配空间,节省空间
1.int位段被当成是有符号还是无符号是不确定的
2.位段的最大数目不能确定
3.位段成员在内存中是从左向右分配,还是从右向左分配不确定(VS从右向左分配)
4.当一个结构包含两个位段,第二个位段的成员比较大,无法容纳在第一个位段时,是舍弃剩余位还是利用不确定
当我们在网络上发送信息,是有网络协议的,下面是网络协议中,IP数据报的格式,可以看到这里很多只需要几个bit,所以使用位段可以大大的节省空间,可以让更加网络的畅通
本章主要介绍了结构体的声明,成员访问,内存的对齐规则,以及位段,当我们了解这些可以对结构体有更好的认识,在今后可以更加合理的利用,欢迎大家评论,如有错误及时与我联系改正
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