结构体内存对齐,位段,枚举+联合

1.结构体内存对齐

结构体内存对齐规则

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中的默认值为4

3.结构体总大小为最大对齐数(每一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,嵌套结构体对齐到自己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?

1.平台原因

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,处理器需要做两次内存访问,而内存对齐访问仅需要一次访问

总体来说

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

2.结构体传参

struct S
{
	int data[10000];
	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;
}

上面print1和print2函数哪个好些?

答案是首选print2函数

原因

在函数栈帧部分,我们知道函数传参的时候,参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,

参数压栈的系统开销比较大,所以会导致性能的下降

结论:

结构体传参的时候,要传结构体的地址。

3.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。

比如:

struct A
{
    int a:2;
    int b:5;
    int c:6;
};

A就是一个位段类型。

位段A的大小为

printf("%d\n",sizeof(struct A));

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的因素,位段是不跨平台的,注意可移植的程序应该避免使用位段。

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位机器最大是16,32位机器最大是32,写成27,在16位机器会出现问题)

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,是不确定的

总结:

跟结构体相比,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

enum Day//星期
{
	Mon,
	Tues,
	Wed,
	Thur,
	Fri,
	Sat,
	Sun
};
enum Color//颜色
{
	RED,
	GREEN,
	BLUE,
};

以上定义的enum Day,enum Color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。

枚举的优点:

1.增加代码的可读性和可维护性

2.和#define定义的标示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(共用体)

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(所以联合也叫共用体)

//联合类型的声明
union Un
{
	char c;
	int i;
};
//联合变量的定义
union Un un;
//计算联合变量的大小
printf("%d\n", sizeof(un));

联合的特点

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

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/Damn_Yang/article/details/83578199