再次认识结构体

简介: 再次认识结构体

> 作者简介:დ旧言~,目前大一,现在学习Java,c,c++,Python等

> 座右铭:松树千年终是朽,槿花一日自为荣。

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🌟前言

我们在C语言初阶已经见过结构体,那时候的我们只见过猪肉没见过猪跑,今天我们深入了解结构体,咱们见见猪跑,看看到底是个啥

🌙主体

今天的课堂主要的内容是结构体(struct),当然我们也会补充一些课外知识如:枚举(枚举),联合(union)。干货满满,大家准备好进入知识的海洋了嘛?

🌛结构体的声明

如果我们需要描述一个学生,用结构体咋整捏?🧐

这里还有匿名结构体(一般只能用一次)🧐

结构体还可以自引(这里我们不讲解用法)🧐

🌛结构体变量的定义和初始化

我们如何定义结构体变量呢 🧐

我们如何初始化结构体变量呢🧐

🌛结构体内存对齐(重点)

内存对齐在笔试面试都是考察的重点,可谓重中之重

这里我们讲解一下结构体内存对齐的规则,看不懂没关系,我们举个栗子。

首先得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

Linux中没有默认对齐数,对齐数就是成员自身的大小

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

🌜1.

#include<stdio.h>
struct S1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(struct S1));
  return 0;
}

🌜2.

#include<stdio.h>
struct S2
{
  char c1;
  char c2;
  int i;
};
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(struct S2));
  return 0;
}

🌜3.

#include<stdio.h>
struct S3
{
  double d;
  char c;
  int i;
};
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(struct S3));
  return 0;
}

 🌜4.

#include<stdio.h>
struct S4
{
  char c1;
  struct S3 s3;
  double d;
};
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(struct S4));
  return 0;
}

🌛修改默认对齐数

如果我们对原来的对齐数不满意,需要修改默认对齐数,那该咋整捏,这里我们引进新的知识#pragma这个预处理指令。咱们上些例子,看看修改默认对齐数。

🌜1.

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12
  return 0;
}

🌜2.

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(struct S2));//6
  return 0;
}

🌛结构体实现位段

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 。

2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。  (表示占用多少个比特位)

                       

//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;

上面代码在空间是如何开辟的呢

因此上面代码占三个字节

🌙拓展知识

有两种类型和结构体极其相似,那就是枚举(enum)和联合体(union)。

🌛枚举

枚举的优点:

1. 增加代码的可读性和可维护性

2. #define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。

3. 便于调试

4. 使用方便,一次可以定义多个常量

enum Day//星期
{
 Mon = 0,
 Tues,//这里是4
 Wed = 5,
 Thur,
 Fri,
 Sat,
 Sun
};
enum Sex//性别
{
 MALE,//这里是0
 FEMALE =2,
 SECRET = 3,
};
enum Color//颜色
{
 RED = 0,
 GREEN = 1,
 BLUE = 2
};

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

联合体的特点: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)。

#include<stdio.h>
union Un
{
  int i;
  char c;
};
union Un un;
// 下面输出的结果是一样的吗?
int main()
{
  printf("%d\n", &(un.i));
  printf("%d\n", &(un.c));
  return 0;
}

上面代码结果是一样的,说明了这些成员公用同一块空间。

🌜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。

#include<stdio.h>
union Un1
{
  char c[5];
  int i;
};
union Un2
{
  short c[7];
  int i;
};
//下面输出的结果是什么?
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
  printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16
  return 0;
}

🌟结束语

今天内容就到这里啦,时间过得很快,大家沉下心来好好学习,会有一定的收获的,大家多多坚持,嘻嘻,成功路上注定孤独,因为坚持的人不多。那请大家举起自己的小说手给博主一键三连,有你们的支持是我最大的动力💞💞💞,回见。

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