结构体
- 结构体的声明
struct tag //结构体类型，tag 结构体标签
{
member-list;
}variable-list;
- 特殊的声明：省略结构体标签（tag）
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20],*p;
- 结构体成员
可以是标量、数组、指针，甚至是其它结构体
- 访问结构体成员
结构体变量访问成员：结构变量的成员是通过点操作符访问的。
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
int main()
{
struct Stu s; //定义结构体变量
strcpy(s.name,"zhangsan");
s.age = 20;
return 0;
}
结构体访问指针变量的成员
struct S
{
char name[20];
int age;
}s;
void print(struct S* ps)
{
printf("%s %d",(*ps).name,(*ps).age);
printf("%s %d",ps->name,ps->age);
}
- 结构体的自引用
//eg1
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};
//eg2
typedef struct Node
{
int data;
struct Node* next;
}Node;
- 结构的不完整声明
struct B；//在A中B还没有定义，所以必须要在A前声明B
struct A
{
int a;
struct B* pb;
};
struct B
{
int b;
struct A* pa;
};
-
结构体变量的定义和初始化
-
变量的定义
struct Point
{
int x;
int y;
}p1; //声明类型同时定义变量p1
struct Point p2;//定义结构体变量p2
- 初始化
struct Stu
{
char name[15];
int age;
};
//初始化
struct Stu s = {"zhangsan",20};
//结构体嵌套初始化
struct Node
{
int data;
struct Stu s;
struct Node* next;
}n1 = {10,{"lisi",19},NULL};
- 结构体传参
struct S
{
int data[100];
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);
print2(&s);
return 0;
}
函数传参的时候参数是需要压栈的，如果传递结构体对象的时候，结构体过大，压栈时系统开销大，会导致性能下降，所以选择传址
- 结构体内存对齐
结构体的内存对齐是拿空间换取时间的做法
- 结构体的对齐规则
- 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处
- 其他成员变量要对齐到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中默认为8，Linux中默认为4
- 结构体总大小为最大对齐数的整数倍
- 如果嵌套了结构体，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的整数倍
#include <stdio.h>
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
//结构体的嵌套
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
return 0;
}
结果如下图
这里只对S4进行分析
在设计结构体的时候，我们既要满足对其又要节省空间，所以让占用空间小的成员尽量集中在一起
- 位段
位段的声明与结构体类似，但有两处不同
- 位段的成员必须是int、unsigned int、signed int
- 位段的成员名后面有一个冒号和一个数字
struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
};
printf("%d\n",sizeof(struct A)); //8
冒号后边的数字为比特位
- 接下来分析下位段的空间是如何开辟的
#include <stdio.h>
struct S
{
char a : 3;
char b : 4;
char c : 5;
char d : 4;
};
int main()
{
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
printf("%d\n",sizeof(struct S));//3
return 0;
}
分析如图
- 位段的内存分配
- 位段的成员可以是int、unsigned int、signed int或者是char类型
- 位段设计很多不确定因素，且是不跨平台的，注意可移植程序避免使用位段
- 位段的跨平台问题
- int位段被当成有符号还是无符号数不确定
- 位段中最大位的数目不确定。（16位机器最大16,32位机器最大32）
- 位段中的成员在内存中从左向右还是从右向左分配未定义
- 当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳第一个位段剩余位时，舍弃剩余位还是利用剩余位，不确定
枚举（一一列举）
enum Day
{
//枚举常量
MON,
TUE,
WED,
THUR,
FRI,
SAT,
SUN
};
枚举常量的值默认从0开始，依次递增1，在定义时也可以赋初值
enum Color
{
RED = 1,
GREEN = 3,
BLUE = 4
};
- 枚举的优点
- 增加代码的可读性和可维护性
- 枚举有类型检查，更加严谨（只能拿枚举常量给枚举变量赋值，这样不会出现类型的差异）
- 防止命名污染，便与调试，一次可定义多个常量
联合（共用体）
- 联合类型的定义
联合类型的定义的成员共用同一块空间
union Un
{
char c;
int i;
};
printf("%d\n",sizeof(union Un));//4
//联合的特点：成员共用同一块空间
union Un
{
int i;
char c;
};
union Un un;
printf("%d\n",&(un.i));
printf("%d\n",&(un.c));
结果证明 i 和 c 共用同一块空间
-
联合大小的计算
- 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时，就要对齐到最大对齐数的整数倍
union U1
{
char c[5];
int i;
};
union U2
{
short c[7];
int i;
};
printf("%d\n",sizeof(union U1));//8
printf("%d\n",sizeof(union U2));//16
- 联合的一些应用
判断大小端存储
int check_sys()
{
union
{
int i;
char c;
}un;
un.i = 1;
return un.c;
//返回1小端存储，返回0大端存储
}
联合和结构体的使用（IP地址）
//将long类型的IP地址转换为点分10进制的表示形式
union ip_addr
{
unsigned long addr;
struct
{
unsigned char c1;
unsigned char c2;
unsigned char c3;
unsigned char c4;
}ip;
};
int main()
{
union ip_addr my_ip;
my_ip.addr = 123456789;
printf("%d.%d.%d.%d\n",my_ip.ip.c4,my_ip.ip.c3,my_ip.ip.c2,my_ip.ip.c1);
return 0;
}
转化为的点分式
