自定义类型:结构体,枚举,联合
结构体
结构体类型的声明:结构体是一些值的集合,这些值称为成员变量,其每个成员变量都可以是不同类型的变量。
例如描述一个学生:
struct Stu
{
char name[20];//姓名
int age;//年龄
char sex[5];//性别
}s1;//注意结构体后面应加分号
//进行结构体声明的同时定义结构体变量
结构体的内存对齐
经常出现在面试题中,我们先叙述一下结构体的对齐规则:
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 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 VS中默认的值为8
Linux中的默认值为4
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。/练习1
struct S1
{
char c1; 偏移量从0开始偏移4的整数倍,char类型1个字节,还剩3个字节
int i; int类型4个字节,不够,则要继续偏移,sum = 4 + 4 = 8
char c2; char1个字节,sum = 8 + 1 = 9,结构体总大小为最小成员变量的整数倍(规则3)
}; 所以结构体的大小为12
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//练习2
struct S2
{
char c1;偏移量从0开始偏移4的整数倍,char类型1个字节,还剩3个字节
char c2;char1个字节,剩余空间足够不需要偏移 sum = 4;
int i;int4个字节,再偏移4字节,sum = 8;满足规则三最小成员变量整数倍的要求
};所以结构体的大小为8
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//练习3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
}; 同理,结构体的大小为16
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1; 偏移量从0开始偏移4的整数倍,char类型1个字节,还剩3个字节
struct S3 s3; 由练习3计算出结构体s3的大小为16,sum = 4 + 16 = 20
double d; double类型8个字节,sum = 20 + 8 = 28,满足规则5
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));结构体的大小为28
使用内存对齐的原因
大部分的参考资料都是如是说的:
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。
结构体的内存对齐是拿空间换时间的做法
结构体传参
结构体传参,其主要有两种方法,传结构体调用和传地址调用
先看例子
struct Stu
{
int age;//年龄
char sex[5];//性别
}Stu;
Stu s = {20,'男'};//结构体定义
//结构体传参
void print1(Stu s)
{
printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(Stu* ps) {
printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
print1(s); //传结构体
print2(&s); //传地址
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。
结论: 结构体传参的时候,要传结构体的地址。
枚举类型
定义:枚举顾名思义就是一一列举。
例如:
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
以上定义的 enum Color 都是枚举类型。 {}中的内容是枚举类型的可能取值,也叫枚举常量 。
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。 例如:
枚举的优点
为什么使用枚举?
我们可以使用 #define 定义常量,为什么非要使用枚举? 枚举的优点:
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
枚举的使用enum Color//颜色
{
RED = 1,
GREEN = 2,
BLUE = 3
};
enum Color clr = GREEN; 只能拿枚举常量给枚举变量赋值,保证类型相同
联合(共用体)
联合类型的定义
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,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。 比如:
//联合类型的声明
union Un
{
char c;
int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算连个变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un)); 结果为4
联合的特点
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
联合大小的计算
1.联合的大小至少是最大成员的大小
2.当最大成员大小不是对对齐数的整数倍时,对齐到最大成员的整数倍
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
//联合类型的声明
union Un1
{
char c[5]; 占空间大小5个字节
int i; 占4个字节
};最大成员大小为5个字节,但要满足对齐整数倍的规则,输出结果为8
union Un2
{
short c[7];占空间大小14个字节
int i;占4个字节
};最大成员大小为14个字节,但要满足对齐整数倍的规则,输出结果为16
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
system "pause";
return 0;
}
这篇博客主要对自定义类型:结构体,枚举和联合的含义,作用及用法做出概括说明,本章重点是要学会结构体,枚举的使用还有掌握结构体和联合中内存对齐的运算规则。