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相关代码gitee自取:C语言学习日记: 加油努力 (gitee.com)

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接上期

学C的第二十九天【字符串函数和内存函数的介绍(二)】_高高的胖子的博客-CSDN博客

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1 . 结构体

(1). 结构体的基础知识:

结构一些值的集合,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


(2). 结构体的声明:

struct tag

{

member – list;

}variable – lest;

struct结构体标签

tag 自定义结构名

member – list成员列表

variable – lest结构体变量列表

实例:


(3). 特殊的声明:

匿名结构体:在声明结构时,可以不完全地声明,即声明时省略掉了结构体标签(tag)

实例:


(4). 结构的自引用:

结构中包含一个类型为该结构本身的成员(类似递归?)

实例:


(5). 结构体变量的定义和初始化:

两种 定义 实例:

两种 初始化 实例:

结构体成员列表包含另一个结构体 实例:


(6). 结构体内存对齐(重点):

运用于计算结构体大小

结构体的对齐规则:

1. 第一个成员与结构体变量偏移量为0的地址处

2. 其他成员变量对齐到某个数字(对齐数)整数倍地址处

  • 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数该成员大小两者中的较小值
  • 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

3. 结构体总大小最大对齐数每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍

示例:

4. 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

示例:

需要内存对齐的原因:

(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)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

对齐的内存访问仅需要一次访问

总体来说:

结构体的内存对齐拿空间来换取时间的做法

设计结构体的时候,我们既要满足对齐,又要节省空间

让占用空间小的成员尽量集中在一起


(7). 修改默认对齐数:

结构对齐方式不合适的时候,我们可以自己更改默认对齐数

使用 #pragma 预处理指令修改默认对齐数

示例:


(8). 结构体传参:

函数传参的时候,参数是需要压栈,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,会导致性能的下降

所以结构体传参的时候,最好传结构体的地址

示例:

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2 . 位段(位域)

(1). 什么是位段:

位段的声明和结构体是类似的,

有两个不同:

1.位段的成员必须是 intunsigned intsigned int

2.位段的成员名后边有一个冒号一个数字

这个数字指这个成员变量所占的二进制位数

限定该成员变量的空间节省内存

位段的大小所有的“数字”相加后所需字节数

如果不够字节存储,则加一个单位的字节

示例:


(2). 位段的内存分配:

  • 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
  • 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。
  • 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

示例:


(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不确定的

2. 位段中最大位的数目不能确定

16位机器最大1632位机器最大32如果写成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


(4). 位段的运用:

网络底层的实现中,

在对数据进行包装时的结构就是使用了位段这种形式来分装的。

ip数据包的格式:)

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3 . 枚举

枚举顾名思义一一 列举

把可能的取值列出来 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,可以一一列举

这时就可以使用枚举了。

(1). 枚举类型的定义:

下列示例定义的 enum Color 枚举类型

{}中的内容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

示例:


(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. 只能拿枚举常量给枚举变量赋值,不会出现类型的差异

3. 便于调试

4. 使用方便一次可以定义多个常量

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4 . 联合(共用体)

(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包含一系列的成员

特征这些成员公用同一块空间所以联合也叫共用体)。


(2). 联合的特点:

联合的成员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

示例:

(因为联合体成员都共用一个空间,所以同一时间只能使用一个联合体成员


(3). 联合大小的计算:

联合的大小至少是最大成员的大小

最大成员大小不是最大对齐数的整数倍候,

要对齐到最大对齐数的整数倍

示例: