自定义类型详解（1）

文章目录

  • 目录
    • 1. 结构体
      • 1.1 结构的基础知识
      • 1.2 结构的声明
      • 1.3 特殊的声明
      • 1.4 结构的自引用
      • 1.5 结构体变量的定义和初始化
      • 1.6 结构体内存对齐
      • 1.7 修改默认对齐数
      • 1.8 结构体传参
    • 2. 位段
      • 2.1 什么是位段
      • 2.2 位段的内存分配
      • 2.3 位段的跨平台问题
      • 2.4 位段的应用
    • 3. 枚举
      • 3.1 枚举类型的定义
      • 3.2 枚举的优点
      • 3.3 枚举的使用
    • 4. 联合（共用体）
      • 4.1 联合类型的定义
      • 4.2 联合的特点
      • 4.3 联合大小的计算

目录

  • 结构体
  • 位段
  • 枚举
  • 联合体
  • 通讯录的实现

1. 结构体

1.1 结构的基础知识

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。

区分：

数组：一组相同类型元素的集合

1.2 结构的声明

结构的声明
举个例子：
结构的声明举例

1.3 特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。

struct
{int a;char c;float f;
}x;struct
{int a;char c;float f;
}* p;//上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。int main()
{//p = &x;//errreturn 0;
}

注：
编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是非法的。

1.4 结构的自引用

结构的自引用
以下写法是错误的：

typedef struct
{int data;Node* next;
}Node;

应该这样写：

typedef struct Node
{int data;struct Node* next;
}Node;int main()
{Node n = { 0 };return 0;
}

1.5 结构体变量的定义和初始化

#include <stdio.h>struct SN
{char c;int i;
}sn1 = { 'q', 100 }, sn2 = { .i = 200, .c = 'w'};//全局变量struct S
{double d;struct SN sn;int arr[10];
};int main()
{struct SN sn3, sn4;//局部变量printf("%c %d\n", sn2.c, sn2.i);struct S s = { 3.14, { 'a', 99 }, { 1, 2, 3 } };printf("%lf %c %d\n", s.d, s.sn.c, s.sn.i);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", s.arr[i]);}return 0;
}

1.6 结构体内存对齐

结构体的对齐规则：

  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某个数字（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中没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
  1. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
  2. 如果嵌套了结构体的情况，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（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

我们可以通过代码来观察：

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>struct S1
{char c1;int i;char c2;
};struct S2
{int i;char c1;char c2;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8//可以计算结构体成员相较于结构体起始位置的偏移量printf("%d\n", offsetof(struct S1, c1));//0printf("%d\n", offsetof(struct S1, i));//4printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2));//8return 0;
}

再举个例子：

#include <stdio.h>struct S3
{double d;char c;int i;
};struct S4
{char c1;struct S3 s3;double d;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S3));//16printf("%d\n", sizeof(struct S4));//32return 0;
}

如果结构体中有数组，我们将它看作一个一个的元素即可：

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>struct S
{char c;int arr[4];
};int main()
{	printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[0]));//4printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[1]));//8printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[2]));//12printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[3]));//16printf("%d\n", sizeof(struct S));//20return 0;
}

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齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

内存对齐的原因
总体来说：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：

让占用空间小的成员尽量集中在一起。

#include <stdio.h>struct S1
{char c1;int i;char c2;
};struct S2
{int i;char c1;char c2;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8return 0;
}

S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。

1.7 修改默认对齐数

之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。

#include <stdio.h>#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8struct S1
{char c1;int i;char c2;
};#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1struct S2
{char c1;int i;char c2;
};#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12printf("%d\n", sizeof(struct S2));//6return 0;
}

结论：

结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。

一道笔试题：

写一个宏，计算结构体中某变量相对于首地址的偏移，并给出说明

考察： offsetof 宏的实现
注：这里还没学习宏，可以放在宏讲解完后再实现。

1.8 结构体传参

#include <stdio.h>struct S
{int data[100];int num;
};void print1(struct S tmp)
{printf("%d\n", tmp.num);
}void print2(const struct S* ps)
{printf("%d\n", ps->num);
}int main()
{struct S s = { { 1, 2, 3 }, 100 };print1(s);print2(&s);return 0;
}

上面的 print1 和 print2 函数哪个好些？
答案是：首选print2函数。
原因：

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。

2. 位段

结构体讲完就得讲讲结构体实现位段的能力。

2.1 什么是位段

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 char、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。
#include <stdio.h>//00
//01
//10
//11
//比如_a只有这四种取值，那么只需要两个比特位就可以解决，就不需要一个整型那么大的空间了struct A
{int _a : 2;//二进制位int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct A));//8return 0;
}

2.2 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因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。

我们来看一下在VS上位段的内存分配：

#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(s));//3return 0;
}

VS上位段的内存分配
VS上位段的内存分配（1）

2.3 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16，32位机器最大32，写成27，在16位机器会出问题。）
  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，这是不确定的。

总结： 跟结构相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。

2.4 位段的应用

IP数据包的格式：
IP数据包的格式

3. 枚举

枚举顾名思义就是一一列举，把可能的取值一一列举。
比如我们现实生活中：

一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列举。
性别有：男、女、保密，也可以一一列举。
月份有12个月，也可以一一列举

这里就可以使用枚举了。

3.1 枚举类型的定义

#include <stdio.h>enum Color
{RED,GREEN,BLUE
};int main()
{printf("%d\n", RED);//0printf("%d\n", GREEN);//1printf("%d\n", BLUE);//2return 0;
}

{}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，依次递增1，当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。
例如：

#include <stdio.h>enum Color
{RED = 4,GREEN,BLUE
};int main()
{printf("%d\n", RED);//4printf("%d\n", GREEN);//5printf("%d\n", BLUE);//6return 0;
}

#include <stdio.h>enum Color
{RED,GREEN = 8,BLUE
};int main()
{printf("%d\n", RED);//0printf("%d\n", GREEN);//8printf("%d\n", BLUE);//9return 0;
}

#include <stdio.h>enum Color
{RED = 4,GREEN = 8,BLUE = 1
};int main()
{printf("%d\n", RED);//4printf("%d\n", GREEN);//8printf("%d\n", BLUE);//1return 0;
}

3.2 枚举的优点

我们可以使用 #define 定义常量，为什么非要使用枚举？
枚举的优点：

  1. 增加代码的可读性和可维护性
  2. 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查，更加严谨。
  3. 便于调试
  4. 使用方便，一次可以定义多个常量

3.3 枚举的使用

enum Color
{RED,GREEN,BLUE
};int main()
{enum Color c = GREEN;return 0;
}

4. 联合（共用体）

4.1 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）。
比如：

#include <stdio.h>union Un
{char c;int i;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(union Un));//4union Un un = { 0 };return 0;
}

4.2 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）。

#include <stdio.h>union Un
{char c;int i;
};int main()
{union Un un = { 0 };printf("%p\n", &un);printf("%p\n", &un.i);printf("%p\n", &un.c);//以上三个地址是一样的un.i = 0x11223344;un.c = 0x55;return 0;
}

联合的特点
有这样一道题目：

判断当前计算机的大小端存储

#include <stdio.h>union Un
{int i;char c;
};int main()
{union Un u = { 0 };u.i = 1;if (1 == u.c){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}

#include <stdio.h>int check_sys()
{union{int i;char c;}un = { .i = 1 };return un.c;
}int main()
{int ret = check_sys();if (1 == ret){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}

4.3 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的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。

比如：

#include <stdio.h>union Un1
{char c[5];//1 8 1         5int i;//4 8 4
};union Un2
{short c[7];//2 8 2         14int i;//4 8 4
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16return 0;
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.hqwc.cn/news/265723.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

ABAP - Function ALV 02 简单开发一个Function ALV

ABAP - Function ALV 02 简单开发一个Function ALV

了解Function ALV&#xff1a; https://blog.csdn.net/HeathlX/article/details/134879766?spm1001.2014.3001.5501程序开发步骤&#xff1a;① TCODE:SE38创建程序 ② 编写程序 DATA gt_spfli TYPE TABLE OF spfli.** Layout 变量定义 (固定使用 直接粘贴复制即可) DATA gs…
阅读更多...
OpenWRT搭建本地web站点并结合内网穿透实现公网远程访问

OpenWRT搭建本地web站点并结合内网穿透实现公网远程访问

文章目录 前言1. 检查uhttpd安装2. 部署web站点3. 安装cpolar内网穿透4. 配置远程访问地址5. 配置固定远程地址 前言 uhttpd 是 OpenWrt/LuCI 开发者从零开始编写的 Web 服务器&#xff0c;目的是成为优秀稳定的、适合嵌入式设备的轻量级任务的 HTTP 服务器&#xff0c;并且和…
阅读更多...
MS2502视频8位数模转换器

MS2502视频8位数模转换器

MS2502是低功率、超高速视频数模转换器。MS2502以从DC至20MHz的采样速率将 数字信号转换成模拟信号。由于高速工作&#xff0c;MS2502适合于数字电视、电脑视频处 理及雷达信号处理等数字视频应用。 MS2502工作于-20℃至85℃。 特点 1&#xff09;8位分辨率 2&#xff09…
阅读更多...
选择最适合你的接口测试工具：SoapUI、JMeter、Postman！

选择最适合你的接口测试工具：SoapUI、JMeter、Postman！

在软件开发的过程中&#xff0c;接口测试是确保系统正常运行的关键环节。为了有效地执行接口测试&#xff0c;选择适当的工具至关重要。在这篇文章中&#xff0c;我们将比较分析三种常见的接口测试工具&#xff1a;SoapUI、JMeter和Postman&#xff0c;以帮助你了解它们的优势和…
阅读更多...
边缘智能网关如何应对环境污染难题

边缘智能网关如何应对环境污染难题

随着我国工业化、城镇化的深入推进&#xff0c;包括大气污染在内的环境污染防治压力继续加大。为应对环境污染防治难题&#xff0c;佰马综合边缘计算、物联网、智能感知等技术&#xff0c;基于边缘智能网关打造环境污染实时监测、预警及智能干预方案&#xff0c;可应用于大气保…
阅读更多...
【设计模式--结构型--组合模式】

【设计模式--结构型--组合模式】

设计模式--结构型--组合模式 组合模式定义结构案例组合模式的分类优点使用场景 组合模式 定义 又称部分整体模式&#xff0c;是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树型结构来组合对象&#xff0c;用来表示部分以及整体层次&#xff0c;这种类型的设计模式…
阅读更多...
用户登录权限

用户登录权限

文章目录 [TOC](文章目录) 前言一、 Cookie与session1.HTTP无状态2.cookie 和 session 的生命周期2.1 cookie 生命周期影响因素2.2 session 生命周期影响因素 3.cookie 和 session 的区别4.工作原理3 用户登录Node.js和Express验证session 二、JSON Web Token1. JWT 介绍2. JWT…
阅读更多...
Aesthetically Relevant Image Captioning 美学上相关的图像字幕

Aesthetically Relevant Image Captioning 美学上相关的图像字幕

1.摘要 图像美学质量评估(AQA)旨在为图像指定数字美学等级&#xff0c;而图像美学字幕(IAC)旨在生成图像美学方面的文本描述。在本文中&#xff0c;我们研究了图像AQA和IAC&#xff0c;并提出了一种新的IAC方法&#xff0c;称为审美相关图像字幕(ARIC)。基于大多数图像的文本评…
阅读更多...
如何通过内网穿透工具实现任意浏览器远程访问Linux本地zabbix web管理界面

如何通过内网穿透工具实现任意浏览器远程访问Linux本地zabbix web管理界面

前言 Zabbix是一个基于WEB界面的提供分布式系统监视以及网络监视功能的企业级的开源解决方案。能监视各种网络参数&#xff0c;保证服务器系统的安全运营&#xff1b;并提供灵活的通知机制以让系统管理员快速定位/解决存在的各种问题。 本地zabbix web管理界面限制在只能局域…
阅读更多...
解密防泄密成功密码：银行机构案例分享迅软DSE带你走过风险之路！

解密防泄密成功密码：银行机构案例分享迅软DSE带你走过风险之路！

近日&#xff0c;央行发布了《中国人民银行业务领域数据安全管理办法&#xff08;征求意见稿&#xff09;》&#xff0c;旨在落实《数据安全法》有关要求&#xff0c;加强中国人民银行业务领域数据安全管理。 从银行业务领域来看&#xff0c;数据主要涉及各类市场交易数据、金…
阅读更多...
（附源码）基于ssm校园体育设施管理系统小程序-计算机毕设 70715

（附源码）基于ssm校园体育设施管理系统小程序-计算机毕设 70715

ssm校园体育设施管理系统小程序 摘 要 随着我国经济迅速发展&#xff0c;人们对手机的需求越来越大&#xff0c;各种手机软件也都在被广泛应用&#xff0c;但是对于手机进行数据信息管理&#xff0c;对于手机的各种软件也是备受用户的喜爱&#xff0c;校园体育设施管理系统小程…
阅读更多...
事务--03---分布式系统唯一ID

事务--03---分布式系统唯一ID

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 分布式ID一、什么是分布式系统唯一ID2. 二、分布式系统唯一ID的特点 分布式ID-----实现方案1、使用UUID生成分布式ID2、基于数据库自增ID3、Redis生成ID4、号段模式…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023