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结构体
结构体的声明
结构体的自引用
结构体的定义和初始化
结构体内存对齐
编辑
结构体的对齐规则#xff1a; 为什么存在内存对齐#xff1f;
修改默认对齐数 结构体传参
位段
什么是位段
位段的内存分配 位段的跨平台问题
枚举
联合#xff08;共用体…目录
结构体
结构体的声明
结构体的自引用
结构体的定义和初始化
结构体内存对齐
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结构体的对齐规则 为什么存在内存对齐
修改默认对齐数 结构体传参
位段
什么是位段
位段的内存分配 位段的跨平台问题
枚举
联合共用体
联合体的大小计算 结构体
结构体的声明
结构是一些值的集合这些值称为成员变量结构的每个成员可以是不同类型的变量。 结构体的关键字是struct 后面的Stu是结构体类型名由我们自己定义s1s2是结构体变量age和name是成员即结构体变量中有各自的成员。
结构体还有一种特殊的声明即匿名结构体。如下图 这种声明省略了结构体类型名该声明不常用因为他是一次性的即在后面就不能继续对他定义了。
结构体的自引用
结构体的自引用就是在结构体成员中包含自身结构体类型的指针。 如上图 p指针可以用来指向下一节点。
结构体的定义和初始化 如上图在初始化时我们用花括号括起来在里面赋值。初始化时如果我们也可乱序定义。
先用.(成员运算符)然后加上成员名再进行初始化即可如下图。 如下图我们可以在结构体中嵌套结构体。 结构体内存对齐 如上图可以看到结构体的内存大小并不是平常的类型大小相加。这里涉及了结构体内存的对齐。
offsetof是一个宏可以直接使用是用来计算结构体成员相较于起始位置的偏移量的。 上图是S1占用空间的示意图结合下面的规则我们来分析。
分析c1是第一个成员起始位置从0开始。i是int型与8相比4为较小值他的对齐数则为4寻找最近的4的倍数则从4开始占用接着c2是char型对齐数则为1直接补在i后面即可这3个成员中对齐数分别为141最大对齐数是4总大小就是4的倍数就需要再浪费3个空间。
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中没有默认对齐数对齐数就是成员自身的大小。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 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得某些特定类型的数据否则抛出硬件异常。 2.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。 总的来说结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
举个例子 红框是存储的数据当我们 要读取i时第一次只读取到前3个字节需要读取两次才能完全读取到i这是不对齐的情况。 当结构体内存对齐时虽然中间的空间浪费了但这时我们能一次读取到需要的数据减少了花费的时间。
所以在设计结构体的时候我们既要节省空间又要满足对齐就需要让占用空间小的成员尽量集中在一起 。
修改默认对齐数
#pragma这个预处理指令可以改变我们的默认对齐数。 如上图第一个指令把默认的对齐数改为4最后一个指令是恢复成原本的默认对齐数。 结构体传参 如上图第一种是传值第二种是传址。函数传参的时候参数是要压栈的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系统开销比较大所以会导致性能的下能。因此结构体传参的时候要传结构体的地址。
位段
什么是位段
位段的声明和结构体是类似的但有两个不同
1.位段的成员必须是intunsigned int或signed int。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。 如上图 是位段的声明a占用了两个bit位的空间位段能节省空间的占用。例如假设a只可能是0123即二进制为00011011如果我们不使用位段的方式一个整形就要占32个bit位实际上位段也会浪费少量的空间。
位段的内存分配
1.位段的成员可以是intunsigned int或signed int或者是char属于i整形家族类型。
2.位段的空间上是按照需要以4个字节int或1个字节char的方式开辟的。
3.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1632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。
总结跟结构相比位段可以达到同样的效果并且可以很好的节省空间但是有跨平台的问题存在。
枚举
枚举顾名思义就是一一列举把可能的取值一一列举。 花括号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开始依次递增1。当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。
联合共用体
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一块空间所以联合也叫共用体。
联合体的大小计算
联合体的大小并不是最大成员的大小。
联合体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。 如上图 实际上c是数组因为有5个元素占了五个字节但他的对齐数依旧是1而i的对齐数是4比5大的4的倍数最小是8所以大小就是8。 c和i和该联合体的起始地址都是一样的他们共用一块空间因此可以节省空间。
