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C语言-结构体、结构体大小、内存对齐问题-创新互联

目录
  • 1.结构体定义及初始化
  • 2.结构体嵌套及结构体数组
  • 3.结构体成员访问
  • 4.结构体大小、内存对齐问题

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程序开发人员可以使用结构体来封装一些属性, 设计出新的类型，在C语言中称为结构体类型。结构体里可以是任意类型，可供需求进行设计

  • 定义格式：
    struct 结构体名
    {
    自定义类型;
    };
typedef struct Student
{const char* name;
	const char* sex;
	int age;
}Student;

Student std = {"张三","男",30};      //使用{}来进行初始化或赋值

我们一般搭配typedef关键字来进行使用，在C语言中定义结构体变量时，要用struct Student，而在C++中则直接用Student，而为了代码的通用性，我们通常将结构体用typedef进行重命名

2.结构体嵌套及结构体数组

而遇见结构体嵌套结构体的，初始化时就像初始化二维数组一样，在{}里再套一个{}。
结构体数组也是类似

typedef struct grade
{int math;
	int english;
}grade;

typedef struct Student
{grade gra;
	const char* name;
	const char* sex;
	int age;
}Student;

Student std = {{100,100},"张三","男",30};             //结构体嵌套
Student std[10] = {{{100,100},"张三","男",30},{{50,50},"李四","男",20}};   //结构体数组
3.结构体成员访问
  • 1.通过 . 访问
  • 2.通过指针访问
typedef struct Student
{const char* name;
	const char* sex;
	int age;
}Student;

Student std = {"张三","男",30};  
std.age = 20;
Student* p = &std;
(*p).age = 30;
p->age = 30;
  • .访问是通过结构体变量来进行访问的，这里就不用再解释了。
  • 而定义一个结构体指针指向一个结构体变量，此时的*p就是std，然后就可以使用 . 访问了，然而 . 的优先级时高于*的，所以得使用()来提升优先级来保证使用顺序。而c语言中专门有一个运算符->来表示上述运算符，这两个运算符是等价的，只不过为了方便过着更加简洁、可读一点。
4.结构体大小、内存对齐问题

  • 内存划分基本单位是按字节划分的，但CPU对内存不是单个字节划分的，通常为2，4，8的倍数。

  • 对齐方式 Windows：8字节 Linux：4字节

  • 修改对齐方式，如下代码

#pragma pack(2)                    //修改对齐方式为2字节
...                                //这里中间包含的代码，划分方式为2字节
#pragma pack()
  • 结构体大小：关于结构体大小，这里首先知道如下规则：
    1.结构体变量首地址，必须是{大基本数据类型字节数，指定对齐方式}的最小值的倍数
    2.每个结构体成员的首地址的偏移量，是{当前基本数据类型字节数，对齐方式}的最小值的倍数，不是倍数则空出一段内存，直至是倍数，不是基本类型不管
    3.结构体总大小{大数据类型字节数（包括嵌套的结构体），对齐方式}的最小值的倍数，不是倍数则空出一段内存，直至为倍数

注：不是倍数的，需空出相应的内存，直至为对应的倍数

  • 目的：CPU处理效率高

实例1：
这里默认对齐方式为4字节，则从上往下看，char a没问题，int b 它的首地址的偏移量为1字节，所以需要空出3字节，这时b的地址偏移量为4字节，符合规则2，然后按照规则如下，则总内存大小为11+1，因为最后还有规则3，总大小必须是4的倍数，则最后的内存大小为12

struct A
{char a; //1+3
	int b; //4
	short c; //2
	char d //1
};

实例2
这里注意一下规则2，必须是基本数据类型，不是基本数据类型的不算，则按取对齐方式就行了

#pragma pack(2)
struct A //6
{char a;//1+1
	int b;//4
};
#pragma pack()

#pragma pack(4)
struct B//16
{int c;//4
	char d;//1+3
	A e;//6
	char f;//1+1
};
#pragma pack()

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