本篇内容介绍了“C语言结构体,枚举,联合体如何使用”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
一、匿名结构体
struct { char name[20]; int age; }s1;
匿名结构体对象s1过了这一行即销毁。
二、结构体的自引用
1、声明时不要自己引用自己
struct Node { int data; struct Node next;//错误的,严禁自己引用自己 }; struct Node { int data; struct Node* next;//正确的引用方式 };
2、结构体重命名时不能使用重命名
typedef struct { int data; Node* next;//错误的,不要再重命名中使用重命名 }Node; typedef struct Node { int data; struct Node* next;//正确的 }Node;
三、结构体内存对齐规则
第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
后续成员变量要放到各自的对齐数的倍数上。对齐数 = 编译器默认对齐数与该成员类型大小的较小值。(vs中默认对齐数是8,gcc没有默认对齐数)
结构体最终大小为最大对齐数的整数倍。
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处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。
1、结构体内存计算
struct S1 { char c1; int i; char c2; }; int main() { printf("%d\\n", sizeof(struct S1)); return 0; }
char c1在结构体变量的零偏移量处分配内存
int i的对齐数为4,所以跳过3个字节,在4的整数倍地址处分配内存
char c2的对齐数为1,使用下一个字节空间即可
目前已使用9字节
由于该结构体中所有成员变量中最大的成员类型大小为4字节,所以最大内存对齐数为4字节,结构体总大小为最大对齐数的整数倍。所以该结构体内存为12字节。
可以使用宏offsetof来观察结构体成员在内存中的偏移量:
2、结构体嵌套
struct S3//16 { double d; char c; int i; }; struct S4//32 { char c1; struct S3 s3; double d; };
char c1在结构体变量的零偏移量处分配内存
struct S3 s3按照其最大内存对齐数(此处为8)进行对齐
double d按照其最大内存对齐数(8)进行对齐
S4的最大内存对齐数为8,所以结构体的最终大小为32
3、通过调整结构体成员顺序,压缩内存
通过上述例子可以发现,结构体成员之间有很大的空间浪费,哪怕是拥有相同结构体成员的两个结构体类型,其在内存中所占据的空间也不相同,所以为了空间的节省,在不影响数据结构的情况下,有目的的把字节占用小的成员变量放在一起,达到节省空间的目的。
四、存在内存对齐的原因
1. 平台原因(移植原因)
不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。
2. 性能原因(空间换时间)
数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。 原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要一次访问。
五、修改默认对齐数
#pragma pack(2)//把默认对齐数改成2 struct S { char c1; int i; short c2; }; #pragma pack()//恢复默认对齐数为8 int main() { printf("%d\\n", sizeof(struct S)); return 0; } #pragma pack(num)修改默认对齐数,该结构体的内存大小由12字节降低为8字节。
默认对齐数尽量为2的次方。
六、结构体传参
结构体传参要传地址。
传址调用优于传值调用的原因是地址占4/8个字节。
但是传值调用参数需要压栈,当结构体过大时,参数压栈的系统开销较大。
七、位段
位段是在结构体中实现的。
位段的成员可以是 int、unsigned int、signed int或者是char类型
位段的空间增长方式为每次增长4个字节(int)或1个字节(char)
位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段。
1、位段在内存中的存储
1.1位段中char类型的存储方式(vs中舍弃剩余空间)
struct S//占用3个字节 { char _a : 3; char _b : 4; char _c : 5; char _d : 4; }; int main() { printf("%d\\n", sizeof(struct S)); struct S s= { 0 }; s._a = 10;//1010,截断为010 s._b = 12;//1100 s._c = 3;//0011 s._d = 4;//0100 return 0; }
通过调用内存发现,&s中存储的16进制数字为62 03 04,那么可以发现s在内存中的存储方式如下图:
在vs环境中,char成员变量在单个字节中是倒着存储的(有截断先发生截断),当该字节中剩余的比特位不足以存放下一个完整的成员变量时,会将剩余的比特位舍弃。
1.2位段中int类型的存储方式(vs中利用剩余空间)
struct A//占4个字节 { int a : 2; int b : 3; int c : 4; }; int main() { struct A s = { 0 }; s.a = 12;//1100,截断为00 s.b = 13;//1101,截断为101 s.c = 14;//1110 return 0; }
通过调用内存发现,&s中存储的16进制数字为d4 01 00 00,那么可以发现s在内存中的存储方式如下图:
在vs环境中,int成员变量在单个字节中是倒着存储的(有截断先发生截断),当该字节中剩余的比特位不足以存放下一个完整的成员变量时,会将继续存储,存不下的二进制位将存放至下一个字节的右侧。
注意:位段冒号后面的数字只能小于等于类型大小(例如char a:9是错误的)
2、位段的跨平台问题
1.int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
2. 位段中最大位的数目不能确定。(16位机器最大16,32位机器最大32,写成27,在16位机器会出问题。
3. 位段中的成员在内存中从左向右分配,还是从右向左分配标准尚未定义。
4. 当一个结构包含两个位段,第二个位段成员比较大,无法容纳于第一个位段剩余的位时,是舍弃剩余的位还是利用,这是不确定的。
八、枚举
1、枚举的定义
enum color { RED,//枚举常量 BLUE, YELLOW };
不赋值那么默认从0开始,后续枚举成员的值递增1
enum color { RED=1, BLUE, YELLOW };
只需要对第一个成员进行赋值,后续枚举成员的值递增1
在写枚举成员的时候建议全大写,博主在写通讯录枚举了exit,使用时vs提示该命名和exit函数冲突。
2、枚举的优点
增加代码的可读性和可维护性
枚举使用时有类型检查,#define定义的标识符没有
防止了命名污染(封装)
便于调试(#define定义宏在预处理时是直接替换)
使用方便,一次可以定义多个常量
九、联合体(共用体)
联合也是一种特殊的自定义类型 这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员共用同一块空间(所以联合也叫共用体)。
1、联合体大小的计算
#include <stdio.h> union un { char arr[5]; int a; }u; int main() { printf("%d", sizeof(u));//8 return 0; }
联合体的大小至少是最大成员的大小。
最大内存对齐数的整数倍要大于等于最大成员的大小。
(这里最大成员是arr,占5个字节,最大内存对齐数是4,所以需要为祖国联合体开辟8个字节空间)
2、使用联合体判断计算机的大小端字节序
#include <stdio.h> union un { int m; char n; }u; int check_sys() { u.m = 1; return u.n; } int main() { int a = check_sys(); if (a == 1) printf("小端存储\\n"); else printf("大端存储\\n"); return 0; }
“C语言结构体,枚举,联合体如何使用”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注恰卡网网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!