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  • 3、结构体变量定义和初始化 4、结构体内存对齐 5、结构体传参 6、位段 1、什么是结构体? 定义:结构体是一系列数据的集合.这些数据可能描述了一个物体,也可能是对一个问题的抽象。 一般在什么情况下用到结构体 ...

    目录

    1、什么是结构体
    2、结构的定义
    3、结构体变量的定义和初始化
    4、结构体内存对齐
    5、结构体传参
    6、位段

    1、什么是结构体?

    • 定义:结构体是一系列数据的集合.这些数据可能描述了一个物体,也可能是对一个问题的抽象。
    • 一般在什么情况下用到结构体

    a、一般当内置内存无法满足用户需要,没有合适类型对应对象时,需要封装特定的类型
    b、当函数有多个参数时,返回值过多,需要封装特定类型,将参数打包返回。

    2、结构的声明

    struct tag//j结构体名
    {
    member-list;//成员变量列表
    }variable-list;//结构体变量列表
    

    举个例子,简单的说,对于学生,有名字,性别,年龄,学号等个人信息,那么,我们在定义这种个体的时候,就不能说它能用一个字符或整型变量来定义。 这时候,就需要结构体了。

    struct Stu
    {
    	char name[20];//名字 
    	int age;//年龄
    	char sex[5];//性别 
    	char id[20];//学号
    }//分号不能丢
    
    • 特殊的声明
      在声明结构的时候,可以不完全的声明。 比如:
    //匿名结构体类型 struct
    {
    	int a; 
    	char b; 
    	float c;
    }x; 
    struct
    {
    	int a; 
    	char b; 
    	float c;
    }a[20], *p;
    

    上面的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签(tag)。那么问题来了?

    //在上面代码的基础上,下面的代码合法吗?
    p = &x;

    警告: 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

    2、结构的定义

    在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢?

    错误的自引用:

    //代码1 struct Node
    {
    	int data;
    	struct Node next;
    };
    //可行否?
    如果可以,那sizeof(struct Node)是多少?
    

    正确的自引用方式:

    //代码2 struct Node
    {
    	int data;
    	struct Node* next;
    };
    

    注意:

    //代码3
    typedef struct
    {
    int data; Node* next;
    }Node;
    //这样写代码,可行否?
    
    //解决方案:
    typedef struct Node
    {
    int data;
    struct Node* next;
    }Node;
    

    3、结构体变量的定义和初始化

    有了结构体类型,那如何定义变量,其实很简单。

    • 定义:
    struct Point
    {
    int x; int y;
    }p1;                 //声明类型的同时定义变量p1
    struct Point p2;      //定义结构体变量p2
    
    
    • 初始化
    struct Stu
    {
    	char name[15];//名字
    	int age;	//年龄
    };
    
    
    //初始化:定义变量的同时赋初值。
    struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化
    
    
    //结构体嵌套初始化
    truct Node
    {
    	int data; struct Point p;
    	struct Node* next;
    }n1 = {10, {4,5}, NULL};//结构体嵌套初始化
    struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化	
    

    4、结构体内存对齐

    1.什么是结构体内存对齐?为什么要对齐?怎样对齐?

    结构体内存对齐:元素是按照定义顺序一个一个放到内存中去的,但并不是紧密排列的。从结构体存储的首地址开始,每个元素放置到内存中时,它都会认为内存是按照自己的大小来划分的,因此元素放置的位置一定会在自己宽度的整数倍上开始。
    例:

     struct   A
    {
    	int a;
    	char b;
    	double c;
    	char d;
    };
    

    在32位编译系统下这一个结构体的字节数是多少呢?是4+1+8+1=14字节吗?
    让我们来看看结果:
    在这里插入图片描述
    解析:
    在windows系统32位平台上:
    int占4个字节
    char占1个字节
    float占4个字节
    double占8个字节
    int a从0偏移开始,占四个字节,即占用0,1,2,3,现在可用偏移为4偏移,接下来存char b; 由于4是1的倍数,故而,b占用4偏移,接下来可用偏移为5偏移,接下来该存double c; 由于5不是8的倍数,所以向后偏移5,6,7,都不是8的倍数,偏移到8时,8是8的倍数,故而c从8处开始存储,占用8,9,10,11,12,13,14,15偏移,现在可用偏移为16偏移,最后该存char d ;因为16是1的倍数,故d占用16偏移,接下来在整体向后偏移一位,现处于17偏移,min(默认对齐参数,类型最大字节数)=8;因为17不是8的倍数,所以继续向后偏移18…23都不是8的倍数,到24偏移处时,24为8的整数倍,故而,该结构体大小为24个字节。
    在这里插入图片描述
    为什么要对齐?

    • 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,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。
    • 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。原因再与,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问,而对于对齐的内存访问仅需要一次访问。

    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中的默认值为4
    3. 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。
    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。

    对齐参数不能任意设置,只能是内置类型已有的字节数,如:char(1)、short(2),int(4),double(8)…不能是3,5…任意数。
    (5)、如何知道结构体某个成员相对于结构体起始位置的偏移量?
    使用offsetof宏来判断结构体中成员的偏移地址。使用offsetof宏需要包含stddef.h头文件,该宏定义如下:

    #define offsetof(type,menber) (size_t)&(((type*)0)->member)
    1
    2
    巧妙之处在于将地址0强制转换为type类型的指针,从而定位到member在结构体中偏移位置,编译器认为0是一个有效的地址,从而认为0是type指针的起始地址。
    2.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8 struct 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8 struct 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()
    {
    	//输出的结果是什么?
    	printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", sizeof(struct S2)); return 0;
    }
    

    结论:
    结构在对齐方式不合适的时候,我么可以自己更改默认对齐数。

    3.如何知道结构体某个成员相对于结构体起始位置的偏移量?
    使用offsetof宏来判断结构体中成员的偏移地址。使用offsetof宏需要包含stddef.h头文件,该宏定义如下:

       #define offsetof(type,menber) (size_t)&(((type*)0)->member)
    

    巧妙之处在于将地址0强制转换为type类型的指针,从而定位到member在结构体中偏移位置,编译器认为0是一个有效的地址,从而认为0是type指针的起始地址。

    5、结构体传参

    struct S
    {
     int data[1000]; int num;
    };
    struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};
    
    //结构体传参
    void print1(struct S s)
    {
     printf("%d\n",s.num);
    }
    
    //结构体地址传参
    void print2(struct S* ps)
    {
     printf("%d\n",ps->num);
    }
    
    int main()
    {
    	print1(s);	//传结构体 
    	print2(&s); //传地址 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。

    6、位段

    结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能力。
    1.什么是位段: 位段的声明和结构是类似的,有两个不同:

    • 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
    • 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

    例如:

    struct A
    {
    	int _a:2; 
    	int _b:5; 
    	int _c:10; 
    	int _d:30;
    };
    

    A就是一个位段类型。那位段A的大小是多少?

    printf("%d\n", sizeof(struct A));
    

    结果:
    在这里插入图片描述
    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。

    举个例子:

    //一个例子
    struct S
    {
    	char a:3;
    	char b:4;
    	char c:5;
    	char d:4;
    };
    struct S s = {0};
    s.a=10;
    s.b=12;
    s.c=3;
    s.d=4;
    

    空间是如何开辟的?
    在这里插入图片描述
    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,但是可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在。

    位段的应用:
    在这里插入图片描述

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  • 共用体和结构体的区别

    千次阅读 2019-11-16 22:44:00
    结构体可以同时存储多种变量类型,而共同体同一个时间只能存储和使用多个变量类型的一种,另一时间,变量类型被改变后,原来的变量类型和值将被舍弃。共用体的作用是同一个数据项可以使用多种格式,可以节省空间。...

    结构体可以同时存储多种变量类型,而共同体同一个时间只能存储和使用多个变量类型的一种,当另一时间,变量类型被改变后,原来的变量类型和值将被舍弃。共用体的作用是同一个数据项可以使用多种格式,可以节省空间。比如,对商品进行标识时可以用整数和字符串中的一个。

    如果union里面含有用户定义的类时,包括string和vector等STL里的类, 在进行类型转换时,需要把原有的类型先析构掉。

     

    参考:https://blog.csdn.net/Whity_Yuan/article/details/79658301

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  • 一、结构体(struct) 结构类型是用户自己定义的一种...结构体一个变量组,将一组变量放在一起,其实就是一个自定义的集合,里面可以包含各种类型的数据,用法和集合一样。 1、定义 结构体一般定义在Main函数上面,位
  • 这样在同一个命名空间下的所有类都可以使用这个枚举。 作用: 1. 限制用户对枚举类型变量的赋值只能是枚举出的值,不能是其他值(规范统一) 2. 枚举类型特别多,赋值不需要用户全部记住,可通过点选进行赋值...

    常量

    语法:

    const 类型 常量名 = 值;
    在定义时赋值,在其他地方不能赋值
    

    枚举

    我们自己定义的一种数据类型,并且在定义时要指定这种类型包含的全部值
    枚举的定义一般与类在同一级别。这样在同一个命名空间下的所有类都可以使用这个枚举。

    作用:

    1. 限制用户对枚举类型变量的赋值只能是枚举出的值,不能是其他值(规范统一)

    2. 当枚举类型特别多,赋值时不需要用户全部记住,可通过点选进行赋值(gender.男)

    语法:

    enum 自己起的类型名称{1,值2,值3....值n};
    例子如下:
    enum gender{男,女};     //定义了一个gender类型(父类型是枚举类型),定义时不需要引号
    gender sex;	//声明sex为gender类型(类似于声明一个整型:int x;)
    sex = gender.男;	//此处只能写枚举内定义好的值
    sexsx =int)sex;	//此时sexsx = 0
    
    

    注意:
    定义枚举类型时值不能是int类型;
    但枚举类型的变量可以强制转化为int类型,
    转化后的int值为定义枚举时的顺序,第一个数为0第二个数为1,依次类推

    将字符串类型转化为枚举类型:
    语法:

    (自定义的枚举类型)(Enum.Parse(typeof(自定义的枚举类型),“待转换的字符串”));
    string s = Console.ReadLine();	//读取用户输入的字符串 
    try
    {
    	(gender)(Enum.Parse(typeof(gender),“待转换的字符串”));			//字符串化为枚举
    	Console.Wrintline("转化成功!")
    }
    catch
    {
    	Console.Wrintline("转化失败!")}
    注意:上式字符串值必须在枚举中有相同值才能转化成功,否则依然会转化失败
    

    结构体

    用于将不同类型的数据存储为一类,有点像python中的字典
    比如:大果同学有姓名(str)、年龄(int)、分数(int)、电话(str)等等信息,我们要将它归为一组
    语法:
    访问修饰符 struct 结构名
    {
    定义结构成员
    }

    public struct person		//public是访问修饰符的一种;结构名为person
    {
    	public string Name;
    	public int age;
    	public string hobby
    }
    

    上面我们定义好了一个叫做person的结构体类型
    定义好之后,就可以和其他类型一样,进行声明和赋值咯
    声明赋值好之后就可以通过变量名.成员名来访问结构体成员
    下面我们来看看怎么使用他

    //定义
    public struct person		//public是访问修饰符的一种;结构名为person
    {
    	public string name;
    	public int age;
    	public string hobby
    }
    //声明和赋值
    person xiaoming;		//person:类型;xiaoming:变量名
    xiaoming.name = "小明";
    xiaoming.age = "18";
    xiaomign.hobby = "basketball";
    
    person xiaohua;
    xiaohua.name = "小华";
    xiaohua.age = "19";
    xiaohua.hobby = "football";
    
    person xiaohei;
    xiaohei.name = "小黑";
    xiaohei.age = "12";
    xiaohei.hobby = "ball";
    
    
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  • PHP变量的存储方式

    2012-11-16 18:18:05
    当用户在PHP中调用一个函数或者类的方法,内核会创建一个新的符号表并激活之,这也就是为什么我们无法在函数中使用在函数外定义变量的原因(因为它们分属两个符号表,一个当前作用域的,一个全局作用域的)。...

    当用户在PHP中调用一个函数或者类的方法时,内核会创建一个新的符号表并激活之,这也就是为什么我们无法在函数中使用在函数外定义的变量的原因(因为它们分属两个符号表,一个当前作用域的,一个全局作用域的)。如果不是在一个函数里,则全局作用域的符号表处于激活状态。

    我们现在打开Zend/zend_globals.h文件,看一下_zend_execution_globals结构体,会在其中发现这么两个element:

    struct _zend_executor_globals {
        ...
        HashTable symbol_table;
        HashTable *active_symbol_table;
        ...
    };

    其中的 symbol_table元素可以通过EG宏来访问,它代表着PHP的全局变量,如$GLOBALS,其实从根本上来讲,$GLOBALS不过是EG(symbol_table)的一层封装而已。EG宏在Zend\zend_globals_macros在被定义:

    /* Executor */
    #ifdef ZTS
    # define EG(v) TSRMG(executor_globals_id, zend_executor_globals *, v)
    #else
    # define EG(v) (executor_globals.v)
    extern ZEND_API zend_executor_globals executor_globals;
    #endif

     symbol_table和active_symbol_table在_zend_executor_globals里虽然都代表HashTable,但一个是真正的HashTable,而另一个是一个指针。当 我们在对HashTable进行操作的时候,往往是把它的地址传递给一些函数。所以,如果我们要对EG(symbol_table)的结果进行操作,往往 需要对它进行求址操作然后用它的地址作为被调用函数的参数。

    下面我们用一段例子来解释下上面说的理论:

    <?php
    $foo = 'bar';
    ?>
     

    上面是一段PHP语言的例子,我们创建了一个变量,并把它的值设置为'bar',在以后的代码中我们便可以使用$foo变量。相同的功能我们怎样在内核中实现呢?我们可以先构思一下步骤:

    • 创建一个zval结构,并设置其类型。
    • 设置值为'bar'。
    • 将其加入当前作用域的符号表,只有这样用户才能在PHP里使用这个变量。

    具体的代码为:.

    {
        zval *fooval;
    
        MAKE_STD_ZVAL(fooval);
        ZVAL_STRING(fooval, "bar", 1);
        ZEND_SET_SYMBOL( EG(active_symbol_table) ,  "foo" , fooval);
    }
     

    首先,我们声明一个zval指针,并申请一块内存。然后通过ZVAL_STRING宏将值设置为‘bar’,最后一行的作用就是将这个zval加入到当前的符号表里去,并将其label定义成foo,这样用户就可以在代码里通过$foo来使用它了。

    以下是用的宏:

    #define MAKE_STD_ZVAL(zv)				 \
    	ALLOC_ZVAL(zv); \
    	INIT_PZVAL(zv);
    
    /* fast cache for zval's */
    #define ALLOC_ZVAL(z)	\
    	(z) = (zval *) emalloc(sizeof(zval))
    
    #define INIT_PZVAL(z)		\
    	(z)->refcount__gc = 1;	\
    	(z)->is_ref__gc = 0;
    
    #define ZVAL_STRING(z, s, duplicate) do {	\
    		const char *__s=(s);				\
    		zval *__z = (z);					\
    		Z_STRLEN_P(__z) = strlen(__s);		\
    		Z_STRVAL_P(__z) = (duplicate?estrndup(__s, Z_STRLEN_P(__z)):(char*)__s);\
    		Z_TYPE_P(__z) = IS_STRING;			\
    	} while (0)
    
    #define ZEND_SET_SYMBOL(symtable, name, var)										\
    	{																				\
    		char *_name = (name);														\
    																					\
    		ZEND_SET_SYMBOL_WITH_LENGTH(symtable, _name, strlen(_name)+1, var, 1, 0);	\
    	}
    
    #define ZEND_SET_SYMBOL_WITH_LENGTH(symtable, name, name_length, var, _refcount, _is_ref)				\
    	{																									\
    		zval **orig_var;																				\
    																										\
    		if (zend_hash_find(symtable, (name), (name_length), (void **) &orig_var)==SUCCESS				\
    			&& PZVAL_IS_REF(*orig_var)) {																\
    			Z_SET_REFCOUNT_P(var, Z_REFCOUNT_PP(orig_var));												\
    			Z_SET_ISREF_P(var);																			\
    																										\
    			if (_refcount) {																			\
    				Z_SET_REFCOUNT_P(var, Z_REFCOUNT_P(var) + _refcount - 1);								\
    			}																							\
    			zval_dtor(*orig_var);																		\
    			**orig_var = *(var);																		\
    			FREE_ZVAL(var);																				\
    		} else {																						\
    			Z_SET_ISREF_TO_P(var, _is_ref);																\
    			if (_refcount) {																			\
    				Z_SET_REFCOUNT_P(var, _refcount);														\
    			}																							\
    			zend_hash_update(symtable, (name), (name_length), &(var), sizeof(zval *), NULL);			\
    		}																								\
    	}
     
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    热门讨论 2008-01-02 11:27:18
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    2009-08-08 22:36:50
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    2011-06-10 10:40:17
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    热门讨论 2010-06-29 07:00:09
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  • MFC的程序框架剖析

    2015-03-05 09:53:19
    (1)当一个窗口销毁,它会调用CWnd::DestroyWindow函数,该函数销毁窗口后,将CWnd::m_hWnd设为NULL (2)窗口的生命周期和C++窗口类对象的声明周期不是一致的。当一个窗口销毁,与C++窗口类对象没有关系,它 们...
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    2013-11-25 10:49:00
    #region (0)变量定义 /// /// 发现的文件信息结构 /// private readonly NetSDK.NET_DVR_FIND_DATA[] FindData = new NetSDK.NET_DVR_FIND_DATA[1000]; /// /// 远程录像状态 /// public int _...

空空如也

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当用户定义一个结构体变量时