【C语言】结构体详解 (二) 内存函数、结构体传参

news2025/3/11 12:44:14

目录

1、 结构体的内存对齐

1.1、对齐规则

1.2、练习1、练习2(演示对齐规则1、2、3、4)

2、为什么存在内存对齐

2.1、平台原因(移植原因)

2.2、性能原因

2.3、那么如何即满足对齐,又要节省空间呢?

3、修改默认对齐数

4、结构体传参

4.1、将结构体传到函数print中

4.2、将地址传到函数print中

4.3、区别

5、结构体实现位段

5.1、什么是位段

5.2、位段的内存分配

5.3、注意事项

6、谢谢观看


上一篇博客,写了结构体变量的创建、初始化和声明等内容,今天的这篇博客来带大家深入理解结构体的知识点。希望大家多多支持。 

正文 

1、 结构体的内存对齐

首先,抛一个问题:结构体的大小如何计算?

要知道这个题的答案,首先要了解结构体内存对齐

1.1、对齐规则

1、结构体的第一个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

2、其他成员变量要对齐到某一个数字(对齐数)的整数倍的地址处

3、结构体总大小为最大对齐数的整数倍

4、如果嵌套了结构体,嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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中的最大值的整数倍

偏移量:字节与结构体变量开始存放位置之间相偏移的值

对齐数:编译器默认的一个对齐数与该成员变量大小相比  二者之中取。较小值 

       VS中默认的一个对齐数是  8

       Linux中gcc 没有默认对齐数,对齐数就是成员自身的大小

最大对齐数:结构体中每个成员变量都有一个对齐数,所有对齐数中最大的数

1.2、练习1、练习2(演示对齐规则1、2、3、4)

求结构体的大小

练习1、

(演示对齐规则1、2 、3)

找对齐数: 

对齐数: 编译器默认的一个对齐数与该成员变量大小 相比 二者之中取较小值。

c1  的对齐数是 1

i  的对齐数是4

c2  的对齐数是1

对齐规则1: 结构体的第一个成员对齐到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

如下图:第一个成员变量c1 放在偏移量为0的位置

对齐规则2:其他成员变量要对齐到其对齐数的整数倍的地址处

成员  i  的对齐数是 4,i 从偏移量为4的倍数的位置开始存放,按本题即从偏移量为4的位置开始,向后存放4个字节。 

 成员  c2  的对齐数是 1, c2  从偏移量为1的倍数的位置开始存放,按本题即从偏移量为8的位置开始,向后存放1个字节。

对齐规则3: 结构体总大小为最大对齐数的整数倍

结构体中三个成员的对齐数分别为  1、4、1,则最大对齐数是 4

那么结构体总大小为 4 的整数倍

由上图,三个成员已经占了9个字节的空间,所以不能少于4的2倍为8

则结构体总大小为  4*3=12,  4的3倍

练习2、

(演示对齐规则4)

对齐规则4: 如果嵌套了结构体,嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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中的最大值的整数倍

对于 struct S2   (内嵌结构体),其结构体总大小为2*8=16

内嵌结构体的最大对齐数是  8 

内嵌结构体的最大对齐数是  8 ,则在结构体S3中该结构体的对齐数为8 ,大小为16

由上图,该结构体的大小为  4*8=32 

2、为什么存在内存对齐

2.1、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。

举例说明:有些平台上结构体成员中 int类型的数据只能存在4的倍数的内存中,此时就需要有内存对齐。

2.2、性能原因

数据结构(特别是栈)应该尽可能的在自然边界上对齐。原因:为了访问未对齐的内存 ,处理器需要做两次内存访问;而对齐的内存访问只需要一次。

例如:

在32为平台下,一次访问4个字节,成员i  在对齐的情况下能被一次读完。

不对齐的情况下(按顺序存放)

所以说,内存对齐损耗了空间,但节省了时间,结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。 

2.3、那么如何即满足对齐,又要节省空间呢?

请看下面的例子:(两个结构体中只是更改了成员的顺序)

struct S1中 两个占空间小的char 类型的成员分散排列。

而 struct S2中 两个占空间小的char 类型的成员集中在一起排列。 

所以要即满足对齐,又要节省空间的方法是:让占用空间小的成员尽量集中在一起

3、修改默认对齐数

使用 #pragma 这个预处理命令,可以修改编译器的默认对齐数。

具体使用: 

设置默认对齐数为1,相当于不对齐的情况,所占字节是所有成员的字节大小。

结构体在对齐方式不合适的时候,我们可以自己更改默认对齐数。 

4、结构体传参

结构体传参可以传结构体,也可以传地址。但我们首选传地址。

4.1、将结构体传到函数print中

4.2、将地址传到函数print中

4.3、区别

传结构体:在传结构体时需要创建临时结构体来储存,如果结构体中有成员占内存过大,会在传递时产生时间和空间的巨大开销。

正经解释:

函数传参的时候,参数需要压栈,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,参数压栈的系统开销较大,所以会导致性能下降。 

故:结构体传参的时候,要传结构体的地址。 

5、结构体实现位段

结构体具有实现位段的能力。

5.1、什么是位段

位段成员必须是int、unsigned int或 signed int,在C99中位段成员类型也可以选择其他类型。 

基本形式:位段成员名后面有一个冒号和一个数字。数字代表该成员所占的bit位数。

这里的A就是位段类型。

5.2、位段的内存分配

  • 位段的空间上是按照以4个字节或1个字节的方式来开辟的。
  • 位段涉及很多的不确定因素,是不能跨平台的。 

 详细开辟方式如结构体。

5.3、注意事项

 不能对位段的成员使用&操作符,这样就不能使用scanf直接给位段的成员输入值,只能是先输入放在一个变量中,然后赋值给位段成员。

如下:

6、谢谢观看

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/1555131.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

PTA L2-038 病毒溯源

病毒容易发生变异。某种病毒可以通过突变产生若干变异的毒株,而这些变异的病毒又可能被诱发突变产生第二代变异,如此继续不断变化。 现给定一些病毒之间的变异关系,要求你找出其中最长的一条变异链。 在此假设给出的变异都是由突变引起的&a…

PS从入门到精通视频各类教程整理全集,包含素材、作业等复发(2)

PS从入门到精通视频各类教程整理全集,包含素材、作业等 最新PS以及插件合集,可在我以往文章中找到 由于阿里云盘有分享次受限制和文件大小限制,今天先分享到这里,后续持续更新 初级教程素材 等文件 https://www.alipan.com/s/fC…

AI计算平台设计方案:901-基于3U VPX的图像数据AI计算平台

一、产品概述 设备基于3U VPX的导冷结构,集成FPGA接口预处理卡,GPU板卡、飞腾ARM处理卡,实现光纤、差分电口或者Camera link的图像接入,FPGA信号预处理,GPU AI计算,飞腾ARM的采集管理存储。 二、系统…

Flutter 使用 AndroidStudio 给(Android 安卓)进行签名方法

一、使用 AndroidStudio 创建签名 使用 AndroidStudio 打开 Flutter项目中的 android 文件夹首次打开 AndroidStudio 会加载一会。菜单栏 : Build -> Generate Signed Bundle APK... 选中 APK -> Next点击Create new....下面按照需求填写即可- 文件夹选择 项…

openPLC_Editor C语言编程 在mp157 arm板上调用io等使用记录

1.编程界面比较简单,具备PLC开发编程的四种编程方式。梯形图语言LD ,指令表语言IL,结构化文本语言ST,功能模块图语言FBD。 2.官方使用手册。学习资料实在是太少,目前都是自己比较费劲的研究。 3.2 Creating Your First…

vmWare虚拟机下载安装详细教程,手把手一步一步教学

一.下载 先去官网下载vm 官网地址:https://www.vmware.com/ 官网下载速度太慢了 国内应用商店或者别的下载地址:vmware下载_vmware下载免费中文版客户端[虚拟机]-下载之家 然后再去下载一个镜像 地址是:Index of /centos/7/isos/x86_64/ 我个人下载的是这个 ,看各位的需求…

Reasoning on Graphs: Faithful and Interpretable Large Language Model Reasonin

摘要 大型语言模型(llm)在复杂任务中表现出令人印象深刻的推理能力。然而,他们在推理过程中缺乏最新的知识和经验幻觉,这可能导致不正确的推理过程,降低他们的表现和可信度。知识图谱(Knowledge graphs, KGs)以结构化的形式捕获了大量的事实…

linux centos7.9 weblogic14c java1.8.401 安装部署流程

一、获取安装包: Java1.8.401:Java Downloads | Oracle weblogic 14c:https://download.oracle.com/otn/nt/middleware/14c/14110/fmw_14.1.1.0.0_wls_lite_Disk1_1of1.zip 选generic版本 二、将安装包传到Linux服务器上 方法不限&#xf…

Antd Vue3 使用 Anchor 锚点组件记录

项目场景 客户要求做一个表单页面&#xff0c;表单数据分为三步&#xff0c;每一步骤是一个单独的 Vue 组件&#xff0c;表单上方需要使用锚点组件实现锚点定位到每一步的功能。 代码总览 <template><div class"guided-form-content-wrapper"><!-- …

阿里云实时计算Flink的产品化思考与实践【下】

摘要&#xff1a;本文整理自阿里云高级产品专家黄鹏程和阿里云技术专家陈婧敏在 FFA 2023 平台建设专场中的分享。内容主要为以下五部分&#xff1a; 阿里云实时计算 Flink 产品化思考 产品化实践 SQL 产品化思考及实践 展望 接上篇&#xff1a;阿里云实时计算Flink的产品…

主流好用的 Markdown 编辑器介绍

在当今程序员的日常工作中&#xff0c;Markdown 已经成为了一种常用的文本标记语言&#xff0c;它简洁、易读、易写&#xff0c;被广泛应用于写作、文档编写、博客撰写等场景。为了更高效地编辑和管理 Markdown 格式的文档&#xff0c;选择一款功能强大、易用的 Markdown 编辑器…

Flask Python:请求上下文和应用上下文

请求上下文和应用上下文详解 一、背景二、什么是上下文2.1、请求上下文2.2、应用上下文2.3、两种上下文的底层逻辑 三、写在最后 一、背景 在如何实现异步发送邮件的时候&#xff0c;遇到过这样一个报错 RuntimeError: Working outside of request context.This typically me…

FreeRtos作业1

1.总结keil5下载代码和编译代码需要注意的事项 代码写完之后的操作流程 2.总结STM32Cubemx的使用方法和需要注意的事项 选择芯片型号 生成代码 3.总结STM32Cubemx配置GPIO的方法 4、使用定时器2让黄灯闪烁 /* USER CODE END Header */ /* Includes --------------------------…

爬虫逆向实战(38)-某空气质量平台(反调试,AES,DES,MD5)

一、数据接口分析 主页地址&#xff1a;某空气质量平台 1、抓包 (1) 反调试 该网站对鼠标右击以及F12进行了监听并拦截 虽然该网站无法打开Chrome控制台&#xff0c;导致我们无法抓包&#xff0c;但是道高一尺魔高一丈。既然我们无法在打开该网站的时候打开Chrome控制台&…

蓝队面经(一)

蓝队面经(一) 文章目录 蓝队面经(一)入侵排查思路windows入侵排查思路Linux入侵排查思路 Linux 如何查看登录日志Windows 和 Linux 的日志文件放在哪里&#xff1f;WindowsLinux Linux 常用排查命令有哪些&#xff1f;Linux 的 Selinux 是什么&#xff1f;如何设置 Selinux&…

Python基础入门 --- 9.异常、模块

文章目录 第九章&#xff1a;9.异常9.1 异常的捕获9.1.1 捕获指定异常9.1.2 捕获多个异常9.1.3 捕获全部异常9.1.4 异常else9.1.5 异常的finally 9.2 异常的传递性9.3 Python模块9.3.1 模块的导入import模块名from 模块名 import 功能名from 模块名 import *as定义别名 9.3.2 自…

C++多线程:创建多个线程与数据共享安全问题(四)

1、创建多个线程 多线程的调度由操作系统负责&#xff0c;线程执行的先后没有严格的顺序完全看操作系统和CPU的心情。 #include <iostream> #include <vector> #include <thread>void thread_print(int num) {std::cout << "线程编号 " &…

2023年EI会议论文已见刊/检索进展汇总

2023年录用的会议论文已在SPIE、ACM、IEEE等出版社正式上线见刊&#xff0c;并已陆续完成EI Compendex数据库收录&#xff0c;详情如下&#xff1a; EIECT 2023——IEEE出版&#xff0c;并完成EI收录 会议信息&#xff1a; 第三届电子信息工程与计算机技术国际学术会议&…

使用hexo框架快速在github上搭建静态博客

今天来说一下使用hexo框架搭建静态博客&#xff0c;玩玩还不错。 我的操作系统 文章目录 一、部署到本地二、新建博客三、更换主题四、部署到github五、其他 一、部署到本地 首先下载好nodejs和git工具&#xff0c;建议直接去清华镜像源下载 node.js git 这中间环境变量的配置…

vue2处理跨域问题

vue中访问springboot中的RestController中的服务 &#xff08;vue.config.js不生效-CSDN博客&#xff09; 1、创建项目 使用vue init webpack my_frontend 创建vue项目 在HelloWorld.vue文件中添加内容&#xff1a; HelloWorld.vue 文件内容&#xff1a; <template>&…