设计兼职网站有哪些,班级优化大师学生版,国外海报设计网站,宁波建设银行网站首页C语言--结构体详解 1.结构体产生原因2.结构体声明2.1 结构体的声明2.2 结构体的初始化2.3结构体自引用 3.结构体内存对齐3.1 对齐规则3.2 为什么存在内存对齐3.3 修改默认对⻬数 4. 结构体传参 1.结构体产生原因
C语言将数据类型分为了两种#xff0c;一种是内置类型#xf… C语言--结构体详解 1.结构体产生原因2.结构体声明2.1 结构体的声明2.2 结构体的初始化2.3结构体自引用 3.结构体内存对齐3.1 对齐规则3.2 为什么存在内存对齐3.3 修改默认对⻬数 4. 结构体传参 1.结构体产生原因
C语言将数据类型分为了两种一种是内置类型如char、short、int、long、float、double等这些内置类型能够很好的描述单个物体的某一具体特性但是假设我想描述学⽣描述⼀本书这时单⼀的内置类型是不⾏的。描述⼀个学⽣需要名字、年龄、学号、⾝⾼、体重等描述⼀本书需要作者、出版社、定价等。C语⾔为了解决这个问题增加了结构体这种⾃定义的数据类型让程序员可以⾃⼰创造适合的类型。
定义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如标量、数组、指针甚⾄是其他结构体
2.结构体声明
2.1 结构体的声明
结构体一般定义如下
struct tag//struct是关键字tag是结构类型名称自拟struct tag是结构体变量类型
{member-list;//{}中间是用于描述的变量集合
}variable-list;//variable-list是struct tag的变量声明
//variable-list struct tag variable-list例如描述一个学生
struct Student
{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[5];//性别char id[20];//学号
}std; //分号不能省,std struct Student std2.2 结构体的初始化
#include stdio.h
struct Stu
{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[5];//性别char id[20];//学号
};
int main()
{//按照结构体成员的顺序初始化即名字年龄性别学号struct Stu s { 张三, 20, 男, 20230818001 };//这种方式初始化不可调整顺序且必须包含所有元素信息否在会发生信息错误printf(name: %s\n, s.name);printf(age : %d\n, s.age);printf(sex : %s\n, s.sex);printf(id : %s\n, s.id);//按照指定的顺序初始化可随意自行struct Stu s2 { .age 18, .name lisi, .id 20230818002, .sex ⼥}//这种方式初始化可任意调整顺序不必按照结构体的声明顺序进行printf(name: %s\n, s2.name);printf(age : %d\n, s2.age);printf(sex : %s\n, s2.sex);printf(id : %s\n, s2.id);return 0;
}特殊结构体声明在声明结构的时候可以不完全的声明。
//匿名结构体类型即不对结构体命名
struct
{int a;char b;float c;
}x;struct
{int a;char b;float c;
}a[20], *p;如果没有对匿名结构体类型重命名的话基本上只能使⽤⼀次。 2.3结构体自引用
结构体中可以引用自身正确引用方式如下
struct Node
{int data;struct Node* next;
};struct Node* next是定义的一个变量为next的结构体变量。 此处不可改为struct Node next因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量这样结构体变量的⼤⼩就会⽆穷的⼤是不合理的。 简单来说就是结构体中只能使用结构体指针。 typedef struct Node
{int data;struct Node* next;
}Node;typedef 是将 struct Node 重命名为 Node 即 struct Node Node Node 是struct Node 的重命名为但是在结构体里面不能直接使用 *Node因为Node是对前⾯的匿名结构体类型的重命名产⽣的但是在匿名结构体内部提前使⽤Node类型来创建成员变量这是不⾏的因为在使用*Node之前Node是不存在的只能在Node出现之后才能使用。
3.结构体内存对齐
3.1 对齐规则
1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处
2. 其他成员变量要对⻬到某个数字对⻬数的整数倍的地址处。对⻬数 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值。
VS 中默认的值为 8Linux中 gcc 没有默认对⻬数对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩
3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数所有对⻬数中最⼤的的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数含嵌套结构体中成员的对⻬数的整数倍。
//练习1
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
printf(%d\n, sizeof(struct S1));规则 1 :如图假设是一块内存区域结构体从 “0” 的位置开始往后存放那么c1的偏移量就是0。
规则2int 类型的对齐数为4编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是4i 的内存就是从偏移量为4的位置开始中间的 “123” 会被浪费掉。
char类型的对齐数是1编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是1c2 内存就是从偏移量为8的位置开始.
规则3结构体的大小一定为最⼤对⻬数的整数倍即为4中间的“91011”会被浪费掉所以最后的结果为12.
//练习2
struct S2
{char c1;char c2;int i;
};
printf(%d\n, sizeof(struct S2));规则 1 :如图假设是一块内存区域结构体从 “0” 的位置开始往后存放那么c1的偏移量就是0。
规则2char类型的对齐数是1编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是1c2 内存就是从偏移量为1的位置开始.
int 类型的对齐数为4编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是4i 的内存就是从偏移量为4的位置开始中间的 “23” 会被浪费掉。
规则3结构体的大小一定为最⼤对⻬数的整数倍即为4所以最后的结果为8.
//练习3
struct S3
{double d;char c;int i;
};
printf(%d\n, sizeof(struct S3));规则 1 :如图假设是一块内存区域结构体从 “0” 的位置开始往后存放那么d的偏移量就是0。
规则2char类型的对齐数是1编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是1c 内存就是从偏移量为8的位置开始.
int 类型的对齐数为4编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是4i 的内存就是从偏移量为12的位置开始中间的 “91011” 会被浪费掉。
规则3结构体的大小一定为最⼤对⻬数的整数倍即为8所以最后的结果为16.
//练习4-结构体嵌套问题
struct S4
{char c1;struct S3 s3;double d;
};
printf(%d\n, sizeof(struct S4));规则 1 :如图假设是一块内存区域结构体从 “0” 的位置开始往后存放那么c的偏移量就是0。
规则2、4由上面可知结构体s3的大小为16结构体s3⾃⼰成员中最⼤对⻬数是8编译器默认的对⻬数是8二者取小值就是8s3 内存就是从偏移量为8的位置开始中间部分会被浪费掉。
double 类型的对齐数为8编译器默认的对⻬数是8二者取小值就8d 的内存就是从偏移量为24的位置开始.
规则3结构体的大小一定为最⼤对⻬数的整数倍即为8所以最后的结果为32.
3.2 为什么存在内存对齐
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⻬。原因在于为了访问未对⻬的内存处理器需要作两次内存访问⽽对⻬的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对⻬成8的倍数那么就可以⽤⼀个内存操作来读或者写值了。否则我们可能需要执⾏两次内存访问因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。
总体来说结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。
让占⽤空间⼩的成员尽量集中在⼀起
3.3 修改默认对⻬数
#pragma pack() 这个预处理指令可以改变编译器的默认对⻬数,括号中填要更改的对齐数。
#include stdio.h
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数还原为默认
int main()
{//输出的结果是什么printf(%d\n, sizeof(struct S));return 0;
}结构体在对⻬⽅式不合适的时候我们可以⾃⼰更改默认对⻬数。
4. 结构体传参
结构体传参一般有两种方式即传值传参和传址传参
struct S
{int data[1000];int num;
};
struct S s {{1,2,3,4}, 1000};//结构体传值传参
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;
}结构体一般使用的是传址传参因为函数传参的时候参数是需要压栈会有时间和空间上的系统开销。如果传递⼀个结构体对象的时候结构体过⼤参数压栈的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。
