1.结构体的内存对齐
相信友友们已经对结构体的概念有了一些初步的理解
现在我们来讨论一个非常热门的话题 如何计算结构体的大小
struct S1 { char c1; //1个字节 int i; //4个字节 char c2; // 1个字节 }; struct S2 { char c1; //1个字节 char c2; //1个字节 int i; //4个字节 }; int main() { struct S1 s1; struct S2 s2; printf("%d\n", sizeof(s1)); printf("%d\n", sizeof(s2)); return 0; }
看了上面这段代码 小王同学 已经有了答案了 s1的大小是 6 s2也是6
但是 答案真的是6吗
不：答案是：
为什么是 12 和 8呢 那到底浪费了多少字节呢？
如何计算呢？
掌握结构体的对齐规则：
1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
2. 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
3. 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。
4. 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呢？
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
总的来说：
结构体的内存对齐就是拿空间换时间的做法！
offsetof
offsetof就是计算 结构体成员相对于起始位置的偏移量
#include<stddef.h> struct S1 { char c1; //1个字节 int i; //4个字节 char c2; // 1个字节 }; struct S2 { char c1; //1个字节 char c2; //1个字节 int i; //4个字节 }; int main() { struct S1 s1; struct S2 s2; printf("%d\n", offsetof(struct S1,c1)); printf("%d\n", offsetof(struct S1, i)); printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2)); printf("\n"); printf("%d\n", offsetof(struct S2, c1)); printf("%d\n", offsetof(struct S2, c2)); printf("%d\n", offsetof(struct S2, i)); return 0; }
跟上面的两张图s1 s2偏移量的起始位置一模一样
这道题就要参考前面写的结构体的内存对齐的规则
3. 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。
4. 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。
小王同学想有没有一种方法可以修改默认对齐数呢？
答案是 有：#pragma 这个预处理指令，可以改变我们的默认对齐数。
#pragma pack(1) struct S1 { char c1; //1个字节 int i; //4个字节 char c2; // 1个字节 }; struct S2 { char c1; //1个字节 char c2; //1个字节 int i; //4个字节 int main() { struct S1 s1; struct S2 s2; printf("%d\n", sizeof(s1)); 6 printf("%d\n", sizeof(s2)); 6
位段
位段的声明和结构体是类似的，有两个不同：
1.位段的成员必须得是 int丶unsigned、signed int
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
struct A { int _a; int _b; int _c; int _d; }; struct AA { int _a : 2; int _b : 5; int _c : 10; int _d : 30; };
位段可以在我们的需求下很好的为我们节省空间!!
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 （属于整形家族）类型
2. 位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的方式来开辟的。
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。
举个例子
位段的跨平台问题：
1. int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
2. 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。
3. 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。
4. 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，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
枚举
枚举——一一举例
把可能的值一一列举出来
一周的星期一到星期日有限的七天，可以一一列举
性别 有男 有女 也可以一一列举
一年有12个月也可以一一列举
enum Day//星期 { Mon, Tues, Wed, Thur, Fri, Sat, Sun }; enum Sex//性别 { MALE, FEMALE, SECRET }； enum Color//颜色 { RED, GREEN, BLUE };
以上定义的enum Day ,enum color ,enum Sex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：
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
1. 增加代码的可读性和可维护性
2. 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
3. 防止了命名污染（封装）
4. 便于调试
5. 使用方便，一次可以定义多个常量
联合体（公用体）
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（所以也叫联合体）
联合体的规则是同一时间只能用一个成员的大小
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（因为联 合至少得有能力保存最大的那个成员）。
联合体大小的计算
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。
以上就是小王同学给大家带来的结构体的进阶的一些相关知识
