自定义类型详解（1）

news2024/12/26 9:22:51

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;//err

	return 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));//12
	printf("%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));//0
	printf("%d\n", offsetof(struct S1, i));//4
	printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2));//8

	return 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));//16
	printf("%d\n", sizeof(struct S4));//32

	return 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]));//4
	printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[1]));//8
	printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[2]));//12
	printf("%d\n", offsetof(struct S, arr[3]));//16
	printf("%d\n", sizeof(struct S));//20

	return 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));//12
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8

	return 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1

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()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));//6

	return 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));//8

	return 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));//3

	return 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);//0
	printf("%d\n", GREEN);//1
	printf("%d\n", BLUE);//2

	return 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);//4
	printf("%d\n", GREEN);//5
	printf("%d\n", BLUE);//6

	return 0;
}

#include <stdio.h>

enum Color
{
	RED,
	GREEN = 8,
	BLUE
};

int main()
{
	printf("%d\n", RED);//0
	printf("%d\n", GREEN);//8
	printf("%d\n", BLUE);//9

	return 0;
}

#include <stdio.h>

enum Color
{
	RED = 4,
	GREEN = 8,
	BLUE = 1
};

int main()
{
	printf("%d\n", RED);//4
	printf("%d\n", GREEN);//8
	printf("%d\n", BLUE);//1

	return 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));//4

	union 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         5
	int i;//4 8 4
};

union Un2
{
	short c[7];//2 8 2         14
	int i;//4 8 4
};

int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));//8
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16

	return 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.coloradmin.cn/o/1302137.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

vue2-elementUI部分组件样式修改

vue2-elementUI部分组件样式修改

el-radio样式&#xff1a; /deep/ .el-radio__input .el-radio__inner {width: 20px;height: 20px;position: relative;cursor: pointer;-webkit-appearance: none;-moz-appearance: none;appearance: none;border: 1px solid #999;border-radius: 0;outline: none;transition…
阅读更多...
亚马逊鲲鹏系统智能自动注册与AI角色养号，探索数字化新境界

亚马逊鲲鹏系统智能自动注册与AI角色养号，探索数字化新境界

在数字化时代&#xff0c;亚马逊鲲鹏系统以其强大的自动化功能&#xff0c;为用户提供了前所未有的购物体验。如果你想利用鲲鹏系统进行自动化注册&#xff0c;那么准备好邮箱、IP、手机号等关键信息后&#xff0c;你将轻松实现自动注册&#xff0c;为购物之旅开启智能化新篇章…
阅读更多...
V2X全方位通信部署产品支持智能交通建设！

V2X全方位通信部署产品支持智能交通建设！

来源&#xff1a;德思特测试测量丨德思特案例 | V2X全方位通信部署产品支持智能交通建设&#xff01; 原文链接&#xff1a;https://mp.weixin.qq.com/s/Fhnvcq9HA60Sed5BIGcnSw 欢迎关注虹科&#xff0c;为您提供最新资讯&#xff01; 01 案例背景 后疫情时代人们更注重于享…
阅读更多...
CommonJs模块化实现原理ES Module模块化原理

CommonJs模块化实现原理ES Module模块化原理

CommonJs模块化实现原理 首先看一个案例 初始化项目 npm init npm i webpack -D目录结构如下&#xff1a; webpack.config.js const path require("path"); module.exports {mode: "development",entry: "./src/index.js",output: {path: p…
阅读更多...
项目经理和产品经理哪个更有发展前景?

项目经理和产品经理哪个更有发展前景?

如果是单看“钱途”的话&#xff0c;如果是在传统行业&#xff0c;可能差不多&#xff1b;如果是在IT行业的话&#xff0c;可能更需要项目经理&#xff1b;互联网行业的话&#xff0c;可能更需要产品经理。 项目经理跟产品经理两个证都挺受市场欢迎的&#xff0c;两个岗位职责…
阅读更多...
关于粒子群算法的一些简单尝试

关于粒子群算法的一些简单尝试

粒子群算法核心思想&#xff1a;&#xff08;鸟 粒子&#xff09; &#xff08;1&#xff09;许多的鸟站在不同的地方&#xff1b; &#xff08;2&#xff09;每一只鸟都有自己寻找食物的初始飞行方向、飞行速度&#xff1b; &#xff08;3&#xff09;这些鸟儿每隔一段时间…
阅读更多...
高级网工在Linux服务器抓包，少不了这几条常用的tcpdump命令。

高级网工在Linux服务器抓包，少不了这几条常用的tcpdump命令。

Linux 的命令太多&#xff0c;tcpdump 是一个非常强大的抓包命令。有时候想看线上发生的一些问题&#xff1a; nginx 有没有客户端连接过来…… 客户端连接过来的时候 Post 上来的数据对不对…… 我的 Redis 实例到底是哪些业务在使用…… tcpdump 作为网络分析神器就派上用场…
阅读更多...
湖农大邀请赛shell_rce漏洞复现

湖农大邀请赛shell_rce漏洞复现

湖农大邀请赛 shell_rce 复现 在 2023 年湖南农业大学邀请赛的线上初赛中&#xff0c;有一道 shell_rce 题&#xff0c;本文将复现该题。 题目内容&#xff0c;打开即是代码&#xff1a; <?phpclass shell{public $exp;public function __destruct(){$str preg_replace…
阅读更多...
2、快速搞定Kafka术语

2、快速搞定Kafka术语

快速搞定Kafka术语 Kafka 服务端3层消息架构 Kafka 客户端Broker 如何持久化数据小结 Kafka 服务端 3层消息架构 第 1 层是主题层&#xff0c;每个主题可以配置 M 个分区&#xff0c;而每个分区又可以配置 N 个副本。第 2 层是分区层&#xff0c;每个分区的 N 个副本中只能有…
阅读更多...
Java集合进阶

Java集合进阶

目录 集合体系结构 Collection集合 List集合 ArrayList集合 LinkedList集合 集合体系结构 注意:有序:存进去的数组和取出来时一样 而不是大小的那种有序 Collection集合 单列集合顶层接口Collection import java.util.ArrayList; import java.util.Collection;public cl…
阅读更多...
模块化机房在大数据时代的角色：高效、可扩展的数据存储和处理平台

模块化机房在大数据时代的角色：高效、可扩展的数据存储和处理平台

随着大数据时代的到来&#xff0c;数据已经成为企业竞争的核心资源。然而&#xff0c;传统的数据中心已经无法满足现代业务的需求&#xff0c;尤其是在数据存储和处理方面。模块化机房作为一种新型的数据中心建设模式&#xff0c;具有高效、可扩展等优势&#xff0c;逐渐成为大…
阅读更多...
SQL命令---删除字段

SQL命令---删除字段

介绍 使用sql语句删除表字段。 命令 alter table 表名 drop 字段名;例子 删除a表中的name字段。 alter table a drop name;下面是执行删除后的表结构&#xff1a;
阅读更多...
《opencv实用探索·十六》opencv直方图计算calcHist函数解析

《opencv实用探索·十六》opencv直方图计算calcHist函数解析

直方图理解&#xff1a; &#xff08;对于8位灰度图像亮度/灰度为(0-255)&#xff0c;12位灰度图像亮度/灰度为(0-4095)&#xff09; 以8位图像为例&#xff0c;亮度分为0到255共256个数值&#xff0c;数值越大&#xff0c;代表的亮度越高。其中0代表纯黑色的最暗区域&#xff…
阅读更多...
XCube——用于超高分辨率 3D 形状和场景的生成模型！

XCube——用于超高分辨率 3D 形状和场景的生成模型！

他们的方法在稀疏体素网格的层次结构上训练潜在扩散模型的层次结构。他们在稀疏结构 VAE 的潜在空间上进行扩散&#xff0c;它为层次结构的每个级别学习紧凑的潜在表示。 XCube 是稀疏体素层次上的分层潜在扩散模型&#xff0c;即从粗到细的 3D 稀疏体素网格序列&#xff0c;使…
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...
【高数：3 无穷小与无穷大】

【高数：3 无穷小与无穷大】

【高数&#xff1a;3 无穷小与无穷大】 1 无穷小与无穷大2 极限运算法则3 极限存在原则4 趋于无穷小的比较 参考书籍&#xff1a;毕文斌, 毛悦悦. Python漫游数学王国[M]. 北京&#xff1a;清华大学出版社&#xff0c;2022. 1 无穷小与无穷大 无穷大在sympy中用两个字母o表示无…
阅读更多...
数据结构--二叉树

数据结构--二叉树

目录 1.二叉树链式结构的实现 1.1 前置说明 1.2 二叉树的遍历 1.2.1 前序、中序以及后序遍历 1.2.2 层序遍历及判断是否为完全二叉树 1.3 节点个数&#xff0c;叶子节点个数&#xff0c;第k层节点个数以及高度等 1.4 二叉树的创建和销毁 1.二叉树链式结构的实现 1.1 前置说…
阅读更多...
使用人工智能优化常见业务流程

使用人工智能优化常见业务流程

在现代商业环境中&#xff0c;人工智能(AI)正在改变企业的运营方式。将人工智能集成到业务流程中可以提高效率和准确性&#xff0c;从而节省大量时间和成本。 这使员工能够专注于更具战略性的任务。人工智能在商业中的应用范围从自动化日常任务到提供高级分析&#xff0c;以做…
阅读更多...
Citespace、vosviewer、R语言的文献计量学可视化分析

Citespace、vosviewer、R语言的文献计量学可视化分析

文献计量学是指用数学和统计学的方法&#xff0c;定量地分析一切知识载体的交叉科学。它是集数学、统计学、文献学为一体&#xff0c;注重量化的综合性知识体系。特别是&#xff0c;信息可视化技术手段和方法的运用&#xff0c;可直观的展示主题的研究发展历程、研究现状、研究…
阅读更多...
《杂文选刊》明年休刊之随笔

《杂文选刊》明年休刊之随笔

笔者今天偶然发现&#xff0c;网民对于近期登上社交网站热搜榜的一条新闻&#xff0c;既感兴趣又觉迷惑&#xff0c;因此关注度显得较高。 荣登社交网站热搜榜的这条新闻是&#xff1a;12月4日发出“休刊启事 ”&#xff0c;在宣布“《 杂文选刊》2024年1月1日起休刊”的同时&…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023