自定义类型超详细解答!!!!!(上)

简介: 自定义类型超详细解答!!!!!

结构体

  • 结构体类型的声明
  • 结构的自引用
  • 结构体变量的定义和初始化
  • 结构体内存对齐
  • 结构体传参
  • 结构体实现位段(位段的填充&可移植性)

枚举

  • 枚举类型的定义
  • 枚举的优点
  • 枚举的使用

联合

  • 联合类型的定义
  • 联合的特点
  • 联合大小的计算

结构体类型的声明

什么是结构体声明,是否跟变量的声明一样,那我们一起来探讨一下

struct tag

{

member-list;

}variable-list;

//学生的信息

struct Stu

{ char name[20];//名字

 int age;//年龄

char sex[5];//性别

char id[20];//学号 };


 

特殊的声明

匿名结构体,顾名思义,就是没有名称的,也是只需要使用一次的。或者是函数内的,比如配置,web开发渲染模板时候使用

我们可以在这个定义之后的程序中,去使用这个类型struct test
如:

1.struct test

{

   int age;

   char num[10];

}
struct test t1,t2,t3 ;
//声明了三个此种类型的变量,这个我们可以这样实现

也可以这样实现

2.struct test
{
char num[10];
int age;
} tea1,tea2,tea3;


3.struct
{
char num[10];
int age;
} tea1,tea2,tea3;
//这里定义了一个无名的结构体,同时声明了三个此种类型的变量。
但是,因为没有名字,我们在这句之后,无法再定义与tea1,tea2 tea3相同类型的变量了。除非你再次去定义一个这样的相同的结构体类型。

思考一下这行代码能实现吗?

答案显然是不行的

编译器会报错两个类型不相同

下面那个ps是结构体指针变量

上面sb1是结构体变量

就算两个结构体成员一模一样,但实际编译器会把他们当成不同类型。所以ps不能存放sb1的地址。


结构的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢?

  • 就是在结构体内部,包含指向自身类型结构体的指针

错误的方式:

struct Node
   {
       int data;
       struct Node next;
   };

    这种声明是错误的,因为这种声明实际上是一个无限循环,成员next是一个结构体,next的内部还会有成员是结构体,依次下去,会无限循环。在分配内存的时候,由于无限嵌套,也无法确定这个结构体的长度,所以这种方式是非法的.

正确的方式:使用我们的指针

struct Node
   {
       int data;
       struct Node* next;
   };

思考一下为什么指针可以?

是由于指针的长度是确定的(在32位机器上指针长度为4),所以编译器能够确定该结构体的长度。

我们在思考思考,能否用typedef来实现我们想要的效果.

错误的方式:

typedef struct {
   int value;
   NODE *link;
} NODE;

这里的目的是使用typedef为结构体创建一个别名NODE。但是这里是错误的,因为类型名NODE的作用域是在语句的结尾开始,所以在这个结构体内部不能识别NODE类型名,所以是不能使用的。

正确的方式:

struct tag_2;
typedef struct tag_2 NODE;
struct tag_2{
   int value;
   NODE *link;  
};


结构体变量的定义和初始化

这里不过多介绍了!!比较简单,可自行百度。


结构体内存对齐(很重要)

为什么会有结构体内存对齐这个东西?

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访 问。

什么是栈呢,先简单介绍下,栈上的地址是向下增长的,一般存的是局部变量的数据和函数参数的数据。

总体来说:

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

那在设计结构体的时候,我们既要满足对齐,又要节省空间,如何做到:

让占用空间小的成员尽量集中在一起。

我们来看看第二句话的效果。

如果数据大的时候,节省的空间就很多了

修改默认对齐数

之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令,这里我们再次使用,可以改变我们的默认对齐数。

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8

#pragma pack()//还原默认对齐数

vs编译器下的默认对齐数是8

结论:

结构在对齐方式不合适的时候,我么可以自己更改默认对齐数。


结构体传参

两种方式:传地址和传值

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;

   }

哪个更好,传地址更好,因为他不会在栈区上重新开个空间,节省了空间。


结构体实现位段(位段的填充&可移植性)

什么是位段

位段的声明和结构是类似的,有两个不同:

1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int (整形家族)。

2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

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。

//一个例子

struct S

{

char a:3;

char b:4;

char c:5;

char d:4;

};

struct S s = {0};

s.a = 10;

s.b = 12;

s.c = 3;

s.d = 4; //空间是如何开辟的

创建的时候先创建一个字节的空间,a占3位,b占四位,但是我们在开辟c的空间是前面一个

字节不能容纳5个字节了,所以编译器根据c的数据类型又创一个字节的空间给c,但是这里一个字节的空间不能容纳四个字节,所以编译器又根据d的数据类型开辟了一个空间给d。

开辟的空间占用的内存不知道是从左还是从右分配的,这个只能根据编译器的处理方式,vs是从右依次分配。

第一个字节的数据

s.a=10,因为10的二进制是000001010,但是a只占3个位,把位长的数据放到位短的数据,会发生截断,所以去掉1,得101

s.b=12,12的二进制是00001100,b的空间可容纳12,得1100

所以第一个位01100101

第二个字节的数据

s.c=3,3的二进制是00000011,开辟的c的空间可以容纳,得11

所以第二个字节是00000011

第三个字节的数据

s.d=4,4的二进制是00000100,d的空间可以容纳,得100

所以第三个字节是00000100

所以我们看到内存数据是0x620304

但是有些小伙伴可能有疑问了,为什么数据不是倒着的,如果这样想的话那就大错特错了

因为这里是char类型。

那如果是int类型呢?

如果是int类型,就算分配的位数不是一个字节,他在内存中还是倒着放的(vs下)

内存分配例子


 

 

我们来学学结构体内存对齐规则

结构体内存对齐规则

 

第一条规则是默认的

第二条规则

第三条规则

因为最大对齐数是4;

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