1)结构体
struct Stu
{
char name[20];
int age;
char sex[5];
char id[20];
};
注意:
- 数组名和对数组名取地址都是一样的,代表数组首元素的地址,编译器都是使用lea指令
- 结构体名和对结构体名取地址不一样,前者代表结构体首元素的值,后者代表结构体首元素地址,原因在于编译器对结构体名使用的是mov指令,而不是lea
匿名结构体
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;
在这里我们会认为p = &x;没有问题,但是编译器会将两个声明当成完全不同的两个类型,是非法的
匿名结构体创建后只能用一次
结构的自引用
错误的自引用
(会造成死递归
):
struct N
{
int a;
struct N n;
};
在线性数据结构中有顺序表和链表,顺序表及连续存放数据的空间,
但令一种方式在内存中的存放没有规律,但是通过将结构体分为数据域和指针域,指针域及为下一个结构体的地址,只要知道第一个数据就可以得到之后的数据,这就是链表,如图
正确的自引用
(包含同类型的结构体指针,而不是变量
):
struct Node
{
int a;
struct Node* next;
};
注意,以下代码
:
typedef struct
{
int data;
Node* next;
}Node;
上面代码错误 执行会先创建Node* next变量才会去typedef
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
结构体变量的定义和初始化
结构体嵌套初始化
struct Node
{
int data;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 = {10, {4,5}, NULL};
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};
结构体内存对齐
例:
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
}
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
打印 16 32
计算结构体的大小
- 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
- 其他成员变量要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍的地址处。
- 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值
- VS中对齐数默认的值为8,Linux无规定
- 结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)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。
为什么存在内存对齐?
- 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。
- 性能原因: 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
为了要满足对齐,又要节省空间,在设计结构体的时候,让占用空间小的成员尽量集中在一起
S1和S2类型的成员一模一样,但是S1和S2所占空间的大小有区别
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
或者我们可以修改默认对齐数
#pragma pack(8)
#pragma pack()
结构体传参
void print1(struct S s)
{
printf("%d\n", s.num);
}
void print2(struct S* ps)
{
printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
print1(s);
print2(&s);
return 0;
}
函数传参的时候,参数是需要压栈,会有时间和空间上的系统开销。
如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的的系统开销比较大,所以会导致性能的下降
所以 结构体传参的时候,要传结构体的地址
位段
1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ,char(整形家族)
。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
位段的内存分配:
位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char (属于整形家族)类型
位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的
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
位段的跨平台问题:
- int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的
- 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)
- 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
- 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
例
:
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
a:10:二进制:01010
b:12:二进制:01100
c:3: 二进制:00011
d:4: 二进制:00100
2)枚举
枚举类型大小和int一样占4个字节
例:性别枚举
enum sex
{
male,
female,
secret
}
使用(只能拿枚举常量给枚举变量赋值,才不会出现类型的差异)
enum sex linda = female;
限定female来自于sex,加上限定符'::'
enum sex linda = sex::female;
这些可能取值都是有值的,默认从0开始,一次递增1,当然在定义的时候也可以赋初值
枚举相对于#define的优点
如:#define N 5
#define是在预编译阶段直接将N替换为5(不便于调试)
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨
- 防止了命名污染(封装)
- 便于调试
- 使用方便,一次可以定义多个常量
3)联合(共用体)
union Un
{
char c;
int i;
};
- 联合的成员是共用同一块内存空间的,这样一个联合变量的大小,至少是最大成员的大小
- 注意同一时间只能使用一个联合体成员,因为一个成员改变另一个成员也会随之改变
如下代码结果为11223355
union Un u;
u.i = 0x11223344;
u.c = 0x55;
printf("%x\n", u.i);
- 整体初始化:
Union Un u={10};
分开初始化:u.i=100;
u.c=1000;
大小端
C语言----数据的存储
在《C语言----数据的存储》中我们使用强转char*来判断计算机大小端存储方式在这里我们利用联合体来判断大小端代码如下
#include <stdio.h>
#include <string.h>
union Un
{
int i;
char c;
};
int judge()
{
union Un un;
un.i=1;
return un.c;
}
int main()
{
int ret=judge();
if(ret==1)
{
printf("small\n");
}
else
{
printf("big\n");
}
return 0;
}
联合体大小
- 联合的大小至少是最大成员的大小。
- 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍
例子如下 结果分别是8 16
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
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