解析C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體及位段

1.結(jié)構(gòu)的定義

在實(shí)際情況中，數(shù)據(jù)經(jīng)常以成組的形式存在。如果這些值的類型各不相同，他們無(wú)法同時(shí)存儲(chǔ)于同一個(gè)數(shù)組中，在C中，可以使用結(jié)構(gòu)把不同類型的值存儲(chǔ)在一起，所以結(jié)構(gòu)也是一些值的集合，這些值稱為它的成員，但是這些成員的類型可以不同。

拓展：

“結(jié)構(gòu)”是一種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，也叫做用戶自定義數(shù)據(jù)類型，它是由若干“成員”組成的。 每一個(gè)成員可以是一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型或者又是一個(gè)構(gòu)造類型。 結(jié)構(gòu)即是一種“構(gòu)造”而成的數(shù)據(jù)類型， 那么在說(shuō)明和使用之前必須先定義它，也就是構(gòu)造它。如同在說(shuō)明和調(diào)用函數(shù)之前要先定義一樣。

2.結(jié)構(gòu)的初始化

結(jié)構(gòu)的初始化和數(shù)組相似，位于一對(duì)花括號(hào)內(nèi)，由逗號(hào)分隔初始值，可用于結(jié)構(gòu)各個(gè)成員的初始化。這些值將根據(jù)結(jié)構(gòu)成員的順序?qū)懗?，如果初始值不夠，剩余的結(jié)構(gòu)成員將使用缺省值進(jìn)行初始化。

struct S
{
  int a;
  int b[10];
  char c[20];
}s={
    10,
    {1,2,3,4,5},
    "abc"
  };

typedef:在C中，定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型如果要用typedef：

typedef struct Student
{
  int a;
}Stu;

當(dāng)需要聲明變量時(shí)，就可以直接Stu.stu1；如果沒(méi)有typedef則需用 struct Student stu1 來(lái)聲明；(Stu==struct Student);

4.結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存存儲(chǔ)

結(jié)構(gòu)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)是按照成員列表順序一個(gè)接一個(gè)的給每個(gè)成員分配內(nèi)存。而在分配的時(shí)候則遵循結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊規(guī)則：

• (1).第一個(gè)成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處；
• (2).其他成員變量要對(duì)齊到對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍的地址處； 對(duì)齊數(shù)：編譯器的默認(rèn)對(duì)齊數(shù)與該成員大小的較小值； (默認(rèn)對(duì)齊數(shù) vs：8，linux：4)
• (3).結(jié)構(gòu)體的總大小為最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍。
• (4).如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)齊到自己的最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍。

struct S
{
  int a;
  char b;
  double c;
};
//則此結(jié)構(gòu)體大小為16

stuct A
{
  doulbe d;
  char e;
};
struct S
{
  int a;
  char b;
  struct A C;
  double c;
};
//結(jié)構(gòu)體S的大小為32

內(nèi)存對(duì)齊的原因：

• (1).平臺(tái)原因：不是所有的硬件平臺(tái)都能訪問(wèn)任意地址上的任意數(shù)據(jù)；某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則將拋出硬件異常。
• (2).性能原因：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的在自然邊界上對(duì)齊。原因在于，為了訪問(wèn)未對(duì)齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問(wèn)，而對(duì)齊的內(nèi)存訪問(wèn)僅需要一次訪問(wèn)。

5.結(jié)構(gòu)體位段

位段的聲明和結(jié)構(gòu)類似，但位段的成員是一個(gè)或多個(gè)位的字段。位段成員必須聲明位int，unsigned int或signed int類型。在成員的后面是一個(gè)冒號(hào)和一個(gè)整數(shù)，這個(gè)整數(shù)就是該位段所占用的位的大小。

struct S
{
  int a : 7;
  signed int b : 6;
  unsigned int c : 12;
};

位段的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

當(dāng)一個(gè)聲明指定了2個(gè)位段，第二個(gè)位段無(wú)法放在第一個(gè)位段剩余的位上，編譯器有可能把第二個(gè)位段放在內(nèi)存的下一個(gè)字節(jié)上，也可能直接放在第一個(gè)位段后面。

位段的大?。?/p>

位段的大小取決于編輯器對(duì)位段的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

struct S
{
  int a : 1;
};
//S的大小為4
struct S
{
  int a : 1;
  int b : 5;
  int c : 6;
};

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)億速云的支持。如果你想了解更多相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)查看下面相關(guān)鏈接