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零 前言
自定義類型也就是:結構體,聯合和枚舉。這部分的基礎知識在前面的文章中我們也詳細的講過。點擊閱讀
我們這一節主要來講一相關的些比較重要的知識。
一 結構體
1. 內存對齊
Ⅰ)引入
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
上面是一個結構體,也是我們自定義的一種類型。我們知道,任何類型都有大小,那麼結構體 S1 的大小是多少?
是結構體各成員變量大小的和嗎?如果是的話,那結構體 S1 的大小就是 6
那我們設計一個程序驗證一下:
int main(void) {
printf("%d", sizeof(struct S1));
return 0;
}
輸出是:12,這個 12 是怎麼得來的呢?
想要知道這個問題答案,那我們就要了解一下 內存對齊。
Ⅱ)爲什麼要內存對齊?
內存對齊關係到 CPU 讀取數據的效率 和 一些其他原因。我們這裏不做展開,有興趣可以自己查一下。
Ⅲ)規則
第一個成員在與結構體變量偏移量爲0的地址處。
其他成員變量要對齊到某個數字(對齊數)的整數倍的地址處。
對齊數 = 編譯器默認的一個對齊數 與 該成員大小的較小值。
VS中默認的值爲8
結構體總大小爲最大對齊數(每個成員變量都有一個對齊數)的整數倍。
如果嵌套了結構體的情況,嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處,結構體的整體大小就是所有最大對齊數(含嵌套結構體的對齊數)的整數倍。
四)練習
判斷下面結構體的大小:
VS 默認的對齊數是 8,32 位機器
1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
解析:1(char)
(+3
(int 應該對齊到 4 的整數倍上,也就是 4,所以應該給 1 加上 3 湊成 4)) +4(int)
+1(char)
(+3
最後整個結構體大小爲最大對齊數(也就是 4)的整數倍處,所以結構體的大小不是 9 而是 12 )(最大對齊數是最大成員的對齊數,這個是前面算過的(成員大小和默認對齊數取小))
答案:12
2
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};
第一個例題已經詳細的分析了判斷結構體大小的步驟,下面不再贅述。
1 (char)
+ 1 (char)
(+2
) + 4 (int)
答案:8
3
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
}
8 (double)
+ 1 (char)
(+3
) + 4 (int)
答案:16
4
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
struct S4
{
char c1;
struct S3 s3;
double d;
};
例 3 中,我們已經知道了 S3 的大小是 16
1 (char)
(+ 7
(結構體大小是 16 和 編譯器默認對齊數 8 取較小值,所以結構體要對齊的整數倍是 8)) + 16 (S3)
+ 8 (double)
答案:32
不確定你可以自己在你的編譯器上敲一下,看看運行結構,前提是編譯器的默認對齊數是 8 ,如果不是,結果可能會不一樣,那麼編譯器的默認對齊數可以修改嗎?
2. 修改默認對齊數
只需要加上一條指令即可:
#pragma pack(4)//設置默認對齊數爲4
如果你想取消設置的默認對齊數,還原爲默認:
#pragma pack()
二 位段
1.瞭解位段
位段的聲明和結構是類似的,有兩個不同:
- 位段的成員必須是 int、unsigned int 或signed int 。
- 位段的成員名後邊有一個冒號和一個數字。
struct S
{
char a : 3;// a 的大小爲 3 個比特位
char b : 4;
char c : 5;
char d : 4;
};
int main(void) {
struct S s = { 0 };
// 可以像一般的結構體成員訪問一樣訪問它們
s.a = -4;// 3 個字節存儲數的範圍是 -4 ~ 3
s.b = 7;
s.c = 3;
s.d = 4;
printf("%d\n", s.a);
return 0;
}
存儲方式:
- 位段的成員可以是 int unsigned int signed int 或者是 char (屬於整形家族)類型
- 位段的空間上是按照需要以4個字節( int )或者1個字節( char )的方式來開闢的。
- 位段涉及很多不確定因素,位段是不跨平臺的,注重可移植的程序應該避免使用位段
位段的應用:
可以自行了解IP數據報格式。
在 Github 上看更全的目錄:
https://github.com/hairrrrr/C-CrashCourse
以後的這個系列的代碼都會上傳上去,歡迎 star
以上就是本次的內容。
如果文章有錯誤歡迎指正和補充,感謝!
最後,如果你還有什麼問題或者想知道到的,可以在評論區告訴我呦,我可以在後面的文章加上你們的真知灼見。
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我是程序圓,我們下次再見。