怎么样免费做自己的网站,网站空间为什么都比数据库大,外贸是做什么的学什么专业,基于asp.net网站开发前言#xff1a;不知不觉又过了一个礼拜。时间过的还真是快呀。好了废话不多说#xff0c;今天我们来学习C语言中的结构体#xff0c;联合体#xff0c;枚举。
我们都知道C语言中数据类型大致被分为基本类型#xff0c;自定义类型#xff0c;指针类型#xff0c;空类型…前言不知不觉又过了一个礼拜。时间过的还真是快呀。好了废话不多说今天我们来学习C语言中的结构体联合体枚举。
我们都知道C语言中数据类型大致被分为基本类型自定义类型指针类型空类型。以下面的一张图来进行理解。 今天我们就是专门来学习C语言中的自定义类型。
1 结构体
1.1结构体类型的声明
struct tag
{member_list;
}variable_list;1.2 结构体变量的创建和初始化
#includestdio.h
struct student
{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[10];//性别double weight;//体重
};
int main()
{//按照结构体的顺序初始化struct student s1 { zhangsan,18,nan,50 };printf(%s,%d,%s,%lf\n, s1.name, s1.age, s1.sex, s1.weight);//指定顺序初始化struct student s2 { .age 20,.weight 55,.name lisi,.sex nan };printf(%s,%d,%s,%lf\n, s2.name, s2.age, s2.sex, s2.weight);return 0;
}1.3 结构体的特殊声明
struct
{member_list;
};这是一种匿名结构体。需要注意的是这种匿名结构体如果不进行类型重命名的话基本上只能使用一次。
一起来看看下面这段代码是否合法呢
#includestdio.h
struct
{int age;char name[20];
}s1;struct
{int age;char name[20];
}*p;
int main()
{//编译器把上面的两个声明当成是两个不同的类型所以是非法的p s1;//ok?//s2没有进行声明struct s2 { 20,lisi };//ok?return 0;
}1.4 结构体的自引用
struct Node
{int data;//是否可行呢struct Node next;
};答案自然是不行的。结构体中再包含一个同类型的结构体变量这样结构体的大小是无穷大的。是不合理的。
正确的结构体自引用
struct Node
{int data;struct Node* next;
};使用了typedef对匿名结构体重命名之后也容易引发问题。
typedef struct Node
{int data;Node* next;
}Node;这也是不可以的。Node是对匿名结构体重命名之后产生的。但是在匿名结构体内部提前使用Node类型创建成员变量是不可以的。
1.5 结构体内存对齐
想计算结构体的大小就必须了解结构体内存对齐规则。
内存对齐的规则
结构体第一个成员对齐到结构体变量起始位置偏移量为0的地址处。
2.其它成员变量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对齐数与该成员变量大小的较小值。
VS中默认对齐数是8
Linux中gcc没有默认对齐数对齐数就是该成员变量自身的大小
3.结构体总大小就是最大对齐数结构体中每一个成员变量都有一个对齐数所有对齐数中最大的的整数倍。
4.嵌套结构体的情况嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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中成员的对齐数的整数倍。
#includestdio.h
struct S1
{//char占1个字节Vs默认对齐数是8较小值作为对齐数// 从偏移量为0处的地址开始计算char ch;//1 8 1// 1char c;//1 8 1//4是对齐数要对齐到4的倍数的地址处因此浪费掉2个字节// 4~7int data;//4 8 4
};
struct S2
{//0char c;//1 8 1//4~7int data;//4 8 4//8char ch;//1 8 1
};
int main()
{printf(%zd\n, sizeof(struct S1));//8printf(%zd\n, sizeof(struct S2));//12return 0;
}嵌套结构体
#includestdio.h
struct S4
{//0char ch;//1 8 1//8~15double d;//8 8 8
};
struct S3
{//0char ch;//1 8 1//1char c;//1 8 1//结构体S4中最大对齐数是8Vs默认对齐数也是8,8是对齐数//s4占16个字节浪费掉6个字节从偏移量为8的地址处开始计算//8~23struct S4 s4;//8 8 8//24~27int data;//4 8 4
};
int main()
{//0~27一共28个字节不是最大对齐数8的倍数因此再浪费掉4个字节//结构体S3的大小就是32个字节printf(%zd\n, sizeof(struct S3));//32printf(%zd\n, sizeof(struct S4));//16return 0;
}为什么存在内存对齐呢
1.平台原因
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的在自然边界上对齐。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作一次内存访问。
总体来说结构体内存对齐是用空间换取时间的做法。
1.6 修改默认对齐数
#includestdio.h
//修改默认对齐数为4
#pragma pack(4)
struct S
{//0~3int data;//4 4 4//4~11double a;//8 4 4
};
//还原默认对齐数
#pragma pack()
int main()
{printf(%zd\n, sizeof(struct S));//12return 0;
}1.7 结构体传参
#includestdio.h
struct S
{int data[1000];int num;
};
struct S s { {1,2,3,4}, 1000 };
//结构体传参
void print1(struct S s)
{printf(%d\n, s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{printf(%d\n, ps-num);
}
int main()
{print1(s); //传结构体print2(s); //传地址return 0;
}哪一种传参方式更好呢首选print2函数。
原因是函数在传参的时候参数需要进行压栈在时间和空间上都会有系统开销。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会导致性能的下降。
结论结构体传参的时候传结构体的地址。
2 位段
说完结构体我们就该说说什么是位段了。位段与结构体是非常类似的有两个不同。
2.1 位段
1.位段的成员必须是int,unsigned int,signed int,char等类型。在C99中位段成员的类型还可以是其它类型的。
2.位段成员后面有一个冒号和一个数字。
#includestdio.h
struct S
{//数字代表该数据占bit位的个数char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;
};
int main()
{printf(%zd\n, sizeof(struct S));
}这个位段的大小是多少呢在研究这个问题之前我们先来了解一下位段的内存分配。
2.2 位段的内存分配
位段的内存分配
1.位段的成员可以是int,unsigned int,signed int,或者是char等类型。
2.位段的空间上是按照4个字节int或者1个字节char进行开辟的。
3.位段涉及很多不确定的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。
用一幅图来解释一下上面的代码。 Vs中当剩余位不够下一个位段成员使用时空间会被浪费掉。 2.3 位段的跨平台问题 int 位段被当成是有符号数还是无符号数是不确定的。 位段中最大位的数目是不确定的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。 位段中的成员从左向右分配还是从右向左分配是未定义的。 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。
总结位段也可以达到节省空间的效果但是有跨平台的问题存在。
2.4 位段的使用注意事项
位段的几个成员共用同一个字节这样有些位段成员的起始地址就不是某个字节的起始地址。那么这些位置处是没有地址的。内存中给每一个字节分配了地址一个字节内部的bit位是没有地址的。所以不能对位段的成员使用操作符这样就不能使用scanf直接对位段的成员输入值只能是先输入放在变量中然后赋值给位段成员。
3 联合体
联合体这个名字呢小编认为并不够直观联合体又称共用体。与结构体类似可以存放一个或者多个成员这些成员可以是不同的类型。
但是编译器只为最大的成员分配足够的内存空间联合体的特点是所有成员共用同一块内存空间。
给联合体一个成员赋值其他成员的值也会跟着变化。
#includestdio.h
//联合体的声明
union Un
{char c;int i;
};
int main()
{//联合体变量的定义union Un u { 0 };printf(%p\n, u);printf(%p\n, (u.c));printf(%p\n, (u.i));return 0;
}看看这段代码输出的结果是否一致呢答案当然是肯定的了。 可以看到联合体是共用同一块内存空间的因此地址也是一样的。
我们都知道不同的数据类型大小也是不相同的。结构体也有自己的大小。那么联合体的大小如何计算呢
3.1 联合体的特点
1.联合体的大小至少是最大成员的大小。
2.联合体的大小是最大对齐数的整数倍。
#include stdio.h
union Un1
{//char类型的数组每一个元素的大小是1个字节数组大小是5个字节//Vs中默认对齐数是8数组每一个元素大小是1个字节较小值作为对齐数char c[5];//5 1 8 1//int占4个字节48,4作为对齐数int i;//4 4 8 4
};
union Un2
{//short占2个字节28,2作为对齐数short c[7];//14 2 8 2//int占4个字节48,4作为对齐数int i;//4 4 8 4
};
int main()
{//下⾯输出的结果是什么//5不是4的倍数因此浪费3个字节联合体Un1的大小是8个字节printf(%zd\n, sizeof(union Un1));//8//14不是4的倍数因此浪费2个字节联合体Un2的大小是16个字节printf(%zd\n, sizeof(union Un2));//16return 0;
}注联合体也是可以节省空间的。
小练习使用联合体判断当前机器的大小端。
#includestdio.h
int check_sys()
{union Un{char c;int i;}un;un.i 1;//返回1是小端返回0是大端return un.i;
}
int main()
{int ret check_sys();if (1 ret){printf(小端\n);}else{printf(大端\n);}return 0;
}4 枚举
枚举顾名思义就是 一 一 列举把可能的取值列举出来。比如一个礼拜有7天性别等都可以使用枚举的方式列举。
4.1 枚举的特点
//枚举类型
enum Day
{//枚举常量Mon,Tues,Wed,Thur,Fri,Sat,Sun
};枚举常量是有取值的默认从0开始然后依次递增1。在进行枚举类型声明的同时也可以对枚举常量赋初值然后依次递增1。
4.2 枚举的优点
1.增加了代码的可读性和可维护性。
2.相比较于#define定义的标识符枚举有类型的检查 更加严谨。
3.枚举可以一次性定义多个常量。
4.枚举常量遵循作用域规则在函数内声明只能在函数内使用。
5.便于调试在预处理阶段会删除#define定义的符号。
总结今天的分享到此结束感谢各位五湖四海的朋友为小编点点赞吧。
