结构体
结构体的声明
结构体的基础知识
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。
1.结构的声明
struct tag //结构体类型名
{
member_list;//结构体成员列表
};
注意:
1. 声明结构体类型时,必须用关键字struct,这里的tag可以省略,但最好不要省略。
2. 这里只是声明了结构体类型,实际并不占用内存,只有定义了结构体变量,才占用内存。
3. 结构体每个成员可以是相同或不同的类型的变量,但必须至少有一个成员变量。
比如描述一个学生:
struct Stu
{
char name[20];
int age;
char sex[5];
char id[20];
};//注意,分号不能丢
2.结构体的自引用
在结果体中包含一个类型
struct Student
{
int num;
struct Student *stu;
};
不论是什么类型的指针,在32位平台上所占的均是4字节,64位平台上均是8字节,这样,结构体变量的大小就可以确定了。
3.结构体变量的定义和初始化
(1)结构体声明的同时定义变量
struct Student
{
char name[20];//姓名
char sex;//性别
int age;//年龄
int num;//学号
}s={
"zhangsan",'w',20,111};
(2)声明结构体后再定义变量
struct Student
{
char name[20];//姓名
char sex;//性别
int age;//年龄
int num;//学号
};
struct Student s={
"zhangsan",'w',20,111};
(3)结构体成员的访问
结构体成员的访问有下述两种方法:一是通过结构体变量进行访问,二是通过结构体指针进行访问。
struct Student
{
char name[20];//姓名
char sex;//性别
int age;//年龄
int num;//学号
}ps;
struct Student s={
"zhangsan",'w',20,111};
ps=&s;
(1)通过结构体变量进行访问:
printf("%s\n",s.name);
(2)通过结构体指针进行访问:
printf("%s\n",ps->name);
4.结构体内存对齐(**)
先看看下面俩个例子:
struct A
{
char a;//1
int b;//3+4
char c;//1
};
struct B
{
char a;//1
char c;//1
int b;//2+4
};
结构体A的所占内存为:12字节。结构体B所占内存为:8字节。
两个结构体的成员构成完全相同,除了顺序不同,为什么所占的内存不同呢?这里,就涉及到结构体的内存对齐问题:
结构体内存对齐规则:
(1)结构体第一个成员变量始终在偏移量为0的地址处
(2)其他结构体成员变量的偏移量在对齐数的整数倍处。对齐数:编译器默认的对齐数与自身类型所占大小的最小值,VS默认为8,Linux默认为4。
(3)结构体的最大小必须是最大对齐数的整数倍
(4)如果嵌套了结构体,嵌套的结构体的对齐数即为自己的最大对齐数。
解析:在结构体A中,第一个成员变量偏移量为0,占1个字节,第二个成员变量,对齐数为4,占4个字节,所以从偏移量为4处开始放置4个字节,第三个成员对齐数为1,占一个字节,所以从偏移量为8处开始放置1个字节,此时,共占用了9个字节,但考虑到规则(3),最大对齐数为4,所以共占用12个字节。结构体B可用相同的方法考虑得到。
注意:结构体内存对齐是拿空间来换取时间
5.修改默认对齐数
#pragma pack(n);//n为对齐数
6.结构体传参
结构体传参与数组相同,统一传送结构体指针。
2.位段
位段的声明与结构体是类似的,只有两点不同:
(1)位段的成员必须是整型或字符型
(2)位段的成员名后面有一个冒号和一个数字
例如:
struct A
{
int a:2;
int b:10;
int c:25;
};
位段A的所占内存是多少呢?
首先,a是int型的,会开辟32个比特位,而变量a只占用2个比特位,然后,变量b紧接着a占用10个比特位,此时还剩余20个比特位,而变量c需要25个比特位,而剩余的20个比特位不够容纳,所以会在开辟一个整型的大小,来存放变量c的25个比特位,所以,该位段共占用8个字节。
3.枚举类型
枚举类型就是可以将其成员一一列举出来的,比如一周的7天,可以从周一到周天一一列举出来。
(1)枚举类型的定义
enum Weekday
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
注意:
(1)枚举类型的声明必须使用关键字enum
(2)除最后一个枚举成员无符号外,其余用逗号分隔
(3)枚举成员都是有值的,默认从0开始,也可以赋初值,之后的成员从初值开始往后依次加1。所以,枚举成员也被称为枚举常量
(2)枚举变量的定义和赋值
枚举变量的定义与结构体类似,但赋值时只能用枚举常量进行赋值。
4.联合(共用体)类型
共用体的特点是各个成员共用一块内存空间
(1)联合类型声明
union U
{
int i;
char c;
};
因为联合体成员变量共用一块内存,所以该联合体类型所占的内存为4字节。
(2)共用体变量的定义及使用
union U
{
int i;
char c;
}un;
此时,&(un.c)和&(un.i)的结果是相同的。
注意:联合体内所有成员的地址和联合体变量的地址在数值上是相同的。
因此,可以用共用体类型判断计算机的大小端问题
(3)共用体大小的计算
共用体也需要考虑内存对齐问题:
(1)共用体的大小至少是最大成员的大小
(2)当最大成员的大小不是最大对齐数的整数倍时,共用体的大小要是最大对齐数的整数倍。