你好,我是史丰源
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C语言中的类型是单一的,如果我们需要去形容一个复杂对象,就需要结构体.
之所以叫结构体,可以看作它是一个立体的存储单元,将各种各样的成员(特点)集合为一体(结构体).
而里面的成员 可以是各种各样类型的变量
struct Student
{
int age;
char name[20];
int id;
};
以上就是一个学生结构体的声明。
struct
{
int a;
char b;
}s;
匿名结构体顾名思义就是省略了结构体标签。
并且只能用一次。
一般在定义结构体类型的同时定义结构体变量。
注意:匿名结构体的成员如果一样,在编译器看来也是不同的类型的结构体。
✨举例子:
struct
{
int a;
char b;
}s;
struct
{
int a;
char b;
}x,*p;//p为结构体指针
p=&s;//行为非法,编译器还是会把它们当作两个不同的结构体,
//所以不能地址赋值地址。
✨举例子:
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};//一定不要丢掉*
struct student
{
char name[20];
char id[12];
}s={"zhangsan","1234"};
struct price
{
struct student s;
float c;
}s={{"zhangsan","1234",57.7}};
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。
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: 编译器的默认一个对齐数与该结构体成员大小的较小值。
(后面会讲到怎样修改默认对齐数。)
4.若有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,结构体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体)的整数倍。
注意:对齐数不是成员大小,笔者第一次听这个概念时,分不清两者
✨举例子:
上面这个例子就是常见的结构体计算大小问题。
我们再用一个例子来解释 规则4
✨举例子:
规则4 的易错点:嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍
一定要记住是自己的,在示例中就是s1自己的最大对齐数— 4,所以要找4的整数倍。
因为结构体是一个不同类型数据的集合,当我们在读取这个结构体数据时
会出现以下的情况:
但是如果我们进行内存对齐:
所以进行内存对齐,数据的读取次数会减少
从而来实现效率最大化。
这个过程就是利用空间换时间的做法⚡️
所以我们在设计一个结构体时,尽量让占用空间小的变量集中在一起。
#pragma pack(4);
struct S
{
char c;
double d;
}//答案为16
#pragma pack()//取消修改默认对齐数,还原为默认。
结构体传参时,建议不要传值,因为传值时会造成大量的时间、空间浪费。
建议传址,只有一个地址的大小,效率更高。
位段与结构体类似,但是有两点不同。
强调:位段不进行内存对齐。
✨举例子:
struct A
{
int _a:2;//2个比特位
int _b:5;//5个比特位
int _c:10;//10个比特位
int _d:30;//30个比特位
//共47个字节
}
位段A的大小是 8 字节。
struct A
{
char _b:3;
char _c:6;
}
struct A a = {0};//将结构体A中元素置为0
a._b = 10;
int 位段是被当作signed int 还是unsigned int是不确定的。
位段中最大位的数目不确定并且可移植性不好,若是32位机器开32个比特位,在16位机器就会出问题。
位段中分配内存是从左到右,还是从右到左不确定。
当一个位段的位不够用时,是开辟新的位还是利用剩余的位,这也是不确定的。
综上:位段的效率很高,但是有利必有弊,位段也有跨平台的问题会出现。
大家需根据特定需求使用位段。
✨举例子:
enum Sex
{
MALE,//0
FEMALE,//1
SECRET//2
};
{ }中的内容都是枚举类型的可能取值,也叫做枚举常量。
这些可能取值都是有值的,默认从0开始,依次递增。
但我们也可以给它初始化。
✨举例子:
enum I
{
M=9,
K=7
};
注意 :初始化只能在枚举类型内,而不能在其他地方初始化。
enum Color
{
RED = 5,
GREEN = 4
BLUE = 3
};
int main()
{
enum Color c=RED;
}
PS:关于这个问题大家可以去看这篇文章:C语言的枚举类型检查问题.
限制了范围(封装)
在一定范围内才能使用。
便于调试(不会被替换)
在预编译时,#define 所定义的常量会直接变为数字(调试的代码与源代码不一样),而枚举类型则不会(调试代码与源代码一致)。
使用方便,一次可以定义很多个常量
✨举例子:
enum Color
{
RED = 5,
GREEN = 4,
BLUE = 5
};
enum Color clr = BLUE
具体场景具体使用
联合类型定义的变量包含很多成员,特点就是这些成员共用一块空间(因此也称为共用体)
1.联合大小至少是最大成员的大小
2.当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时,要对齐到最大对齐数的整数倍。
✨举例子:
union Un1
{
char c[5];//1*5==5 不是最大的
int i;//4
};//最终大小为8,4为最大对齐数
union Un2
{
short c[7];//2*7==14 不是最大的
int i;//4
};//最终大小为16,对齐数为4
在找最大对齐数时,要看联合体成员类型,确认对齐数,比如说:Un1的char为1,int 为 4,而不是看后面的数组个数来计算。
找最大对齐数的倍数 ——最靠近并且能容纳所有变量大小的数。