解析C語言結(jié)構(gòu)體及位段
1.結(jié)構(gòu)的定義
在實(shí)際情況中,數(shù)據(jù)經(jīng)常以成組的形式存在。如果這些值的類型各不相同,他們無法同時(shí)存儲(chǔ)于同一個(gè)數(shù)組中,在C中,可以使用結(jié)構(gòu)把不同類型的值存儲(chǔ)在一起,所以結(jié)構(gòu)也是一些值的集合,這些值稱為它的成員,但是這些成員的類型可以不同。
拓展:
“結(jié)構(gòu)”是一種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型,也叫做用戶自定義數(shù)據(jù)類型,它是由若干“成員”組成的。 每一個(gè)成員可以是一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型或者又是一個(gè)構(gòu)造類型。 結(jié)構(gòu)即是一種“構(gòu)造”而成的數(shù)據(jù)類型, 那么在說明和使用之前必須先定義它,也就是構(gòu)造它。如同在說明和調(diào)用函數(shù)之前要先定義一樣。
2.結(jié)構(gòu)的初始化
結(jié)構(gòu)的初始化和數(shù)組相似,位于一對花括號(hào)內(nèi),由逗號(hào)分隔初始值,可用于結(jié)構(gòu)各個(gè)成員的初始化。這些值將根據(jù)結(jié)構(gòu)成員的順序?qū)懗?,如果初始值不夠,剩余的結(jié)構(gòu)成員將使用缺省值進(jìn)行初始化。
struct S { int a; int b[10]; char c[20]; }s={ 10, {1,2,3,4,5}, "abc" };
typedef:在C中,定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型如果要用typedef:
typedef struct Student { int a; }Stu;
當(dāng)需要聲明變量時(shí),就可以直接Stu.stu1;如果沒有typedef則需用 struct Student stu1 來聲明;(Stu==struct Student);
4.結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存存儲(chǔ)
結(jié)構(gòu)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)是按照成員列表順序一個(gè)接一個(gè)的給每個(gè)成員分配內(nèi)存。而在分配的時(shí)候則遵循結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊規(guī)則:
- (1).第一個(gè)成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處;
- (2).其他成員變量要對齊到對齊數(shù)的整數(shù)倍的地址處; 對齊數(shù):編譯器的默認(rèn)對齊數(shù)與該成員大小的較小值; (默認(rèn)對齊數(shù) vs:8,linux:4)
- (3).結(jié)構(gòu)體的總大小為最大對齊數(shù)的整數(shù)倍。
- (4).如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況,嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處,結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對齊數(shù)的整數(shù)倍。
struct S { int a; char b; double c; }; //則此結(jié)構(gòu)體大小為16
stuct A { doulbe d; char e; }; struct S { int a; char b; struct A C; double c; }; //結(jié)構(gòu)體S的大小為32
內(nèi)存對齊的原因:
- (1).平臺(tái)原因:不是所有的硬件平臺(tái)都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù);某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù),否則將拋出硬件異常。
- (2).性能原因:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的在自然邊界上對齊。原因在于,為了訪問未對齊的內(nèi)存,處理器需要作兩次內(nèi)存訪問,而對齊的內(nèi)存訪問僅需要一次訪問。
5.結(jié)構(gòu)體位段
位段的聲明和結(jié)構(gòu)類似,但位段的成員是一個(gè)或多個(gè)位的字段。位段成員必須聲明位int,unsigned int或signed int類型。在成員的后面是一個(gè)冒號(hào)和一個(gè)整數(shù),這個(gè)整數(shù)就是該位段所占用的位的大小。
struct S { int a : 7; signed int b : 6; unsigned int c : 12; };
位段的數(shù)據(jù)存儲(chǔ):
當(dāng)一個(gè)聲明指定了2個(gè)位段,第二個(gè)位段無法放在第一個(gè)位段剩余的位上,編譯器有可能把第二個(gè)位段放在內(nèi)存的下一個(gè)字節(jié)上,也可能直接放在第一個(gè)位段后面。
位段的大?。?/p>
位段的大小取決于編輯器對位段的數(shù)據(jù)存儲(chǔ):
struct S { int a : 1; }; //S的大小為4 struct S { int a : 1; int b : 5; int c : 6; };
總結(jié)
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