结构体、位段、枚举、联合

标签: 结构  联合  位段  C语言

结构体:

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。

注意:

1.结构体成员的地址依次增大

2.两个结构体成员完全相同的结构体类型,编译器在会将两个结构体生命诚完全不相同的两个结构体。

3.结构体成员可以使标量,数组,指针,甚至是其他结构体。

4.结构体成员的访问:如果是指向结构体的指针,访问时使用 ->

   如果是结构体类型变量,访问时使用 .

5.结构体传参使用指针

结构体的内存对齐: 是拿空间来换取时间的做法

默认对齐数:VS中默认为8 Linux下默认为4

设置默认对齐数: #pragma pack(num) num 只能设置为1,2,4,8,16

恢复系统默认对齐数: #pragma pack()

为什么要内存对齐?

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。

内存对齐规则: 两个较小原则

1>结构体中内部成员的对齐

min (默认对齐数,当前成员类型大小中小的)

2>结构体整体进行对齐(结构体嵌套时,结构体的对齐数也是这样确定)

min(默认对齐数和结构体类型最大的中较小的)



位段:与结构体类似

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。 

形如:

struct A 
{ 
 	int _a:2; 
 	int _b:5; 
 	int _c:10; 
 	int _d:30; 
}; 
大小: sizeof(struct A)  为 8


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。

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。

枚举: 枚举类型大小4字节

枚举的优点:
1. 增加代码的可读性和可维护性
2. 很#define定义的标识符比较,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,特征是这些成员共用同一块空间(所以联合也叫共用体)。

大小: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)。

   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。

联合体和结构体的结合应用:

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 = 176238749;

	printf("%d.%d.%d.%d\n", my_ip.ip.c4, my_ip.ip.c3, my_ip.ip.c2, my_ip.ip.c1);
	return 0;
}

大小端定义:简单记忆:小小小---低地址存放数据的低位

大端模式(Big-endian),是指数据的高字节,保存在内存的低地址中,而数据的低字节,保存在内存的高地址中

小端模式(Little-endian),是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中

联合体测试电脑大小端:

union un{
	int i;
	char c;
}un;

int main()
{
	un.i = 0x12345678;
	printf("%#x\n", un.c);
	return 0;
}
其他方法测大小端:
int main()
{
	int i = 0x12345678;
	char c = i;
	printf("%#x\n", c);
	return 0;
}
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