【c语言】结构体内存对齐,位段,枚举,联合

之前学完结构体,有没有对结构体的大小会很疑惑呢??其实结构体在内存中存储时会存在内存对齐,捎带讲讲位段,枚举,和联合,跟着小张一起学习吧


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
  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。

例1

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};

如果没学过结构体的内存对齐的话,是不是觉得他的字节长度是6个字节呢??我之前也是这样认为的

编译运行:

在这里插入图片描述发现他的字节数为12,所以到底是怎么回事呢???

我们可以根据结构体的内存对齐规则计算一下该结构体的字节数
在这里插入图片描述
例2(结构体嵌套问题)

struct S4
{
 char c1;
 struct S1 s1;
 double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));

编译运行:在这里插入图片描述

分析:在这里插入图片描述

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。

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

struct S1
{
 char c1;
 char c2;
 int i;

};

编译运行在这里插入图片描述
我们发现小于例1中的12个字节

修改默认对齐数

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(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 S2));
	return 0;
}

分析:在这里插入图片描述

位段

结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能力。
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 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。

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?冒号后面的为对应变量所占的bit位

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

编译运行:
在这里插入图片描述

位段的内存分配

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
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;}

分析:在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在一个字节里面放变量,如果继续放的时候该字节内的bit位不足以存放下一个变量,则在新的字节上存放新的变量

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。

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

枚举类型的定义

enum Day//星期
{
 Mon,
 Tues,
 Wed,
 Thur,
 Fri,
 Sat,
 Sun
};

enum Sex//性别
{
 MALE,
 FEMALE,
 SECRET
}
enum Color//颜色
{
 RED,
 GREEN,
 BLUE
};

以上定义的 enum Day , enum Sex , enum Color 都是枚举类型。 {}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,一次递增1,

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

当然在定义的时候也可以赋初值。 例如

enum Color//颜色
{
 RED=1,
 GREEN=2,
 BLUE=4
};

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. 防止了命名污染(封装)
  4. 便于调试
  5. 使用方便,一次可以定义多个常量

枚举的使用

enum Color//颜色
{
	RED=1 ,
	GREEN = 2,
	BLUE = 4
};
int main()
{
	//printf("%d\n", sizeof(union Un1));
	enum Color col=RED ;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值,才不会出现类型的差异,枚举常量实质就是整型。
	col = 3.8;
	printf("%d", col);
}

在这里插入图片描述

联合(共用体)

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)

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)。

union Un
{
	int i;
	char c;
};
union Un un;

int main()
{
	printf("%p\n", &(un.i));
	printf("%p\n", &(un.c));
	un.i = 0x11223344;
	un.c = 0x55;
	printf("%x\n", un.i);
}

编译运行:
在这里插入图片描述
执行完71行
在这里插入图片描述
执行完72行
在这里插入图片描述
验证了共用一个内存空间,修改是在修改同一个空间

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。

union Un1
{
	char c[5];
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));
	
}

编译运行:
在这里插入图片描述
分析:联合体大小首先是最大成员的大小,c[5]占5个字节,数组c[]每个元素大小为1,和vs默认对齐数是8,则他的对齐数是1,,i占4个字节,和vs默认对齐数是8,则他的对齐数是4,则最大对齐数是4,则联合体的大小为8

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.mfbz.cn/a/103058.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Android 12 源码分析 —— 应用层 四(SystemUI的基本布局设计及其基本概念)

Android 12 源码分析 —— 应用层 四&#xff08;SystemUI的基本布局设计及其基本概念&#xff09; 在上两篇文章中&#xff0c;我们介绍SystemUI的启动过程&#xff0c;以及基本的组件依赖关系。基本的依赖关系请读者一定要掌握&#xff0c;因为后面的文章&#xff0c;将会时…

【力扣】416. 分割等和子集 <动态规划、回溯>

【力扣】416. 分割等和子集 给你一个 只包含正整数的非空数组 nums 。请你判断是否可以将这个数组分割成两个子集&#xff0c;使得两个子集的元素和相等。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;nums [1,5,11,5] 输出&#xff1a;true 解释&#xff1a;数组可以分割成 [1, 5,…

【Nacos】使用Nacos进行服务发现、配置管理

Nacos Nacos是 Dynamic Naming and Configuration Service 的首字母简称&#xff0c;一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。 版本说明&#xff1a;版本说明 alibaba/spring-cloud-alibaba Wiki GitHub <properties><java.version>…

vue报错RangeError: Maximum call stack size exceeded

这种情况&#xff0c;一般是跳转路由时发生此类错误&#xff0c;像我的就是如此。比如路由指向的vue文件里代码有错误&#xff0c;或者设置路由时重定向了路由自己&#xff0c;造成死循环。 1、首先检查自己跳转的路由地址的代码本身是否有语法错误之类的&#xff0c;造成错误…

Python中的os模块:walk函数与listdir函数的深度解析

Python中的os模块&#xff1a;walk函数与listdir函数的深度解析 os.walk()函数listdir()函数使用场景案例一&#xff1a;遍历目录树并处理文件案例二&#xff1a;列出目录中的文件名并执行某些操作 总结 在Python中&#xff0c;os模块提供了许多与操作系统交互的功能&#xff0…

opencv案例06-基于opencv图像匹配的消防通道障碍物检测与深度yolo检测的对比

基于图像匹配的消防通道障碍物检测 技术背景 消防通道是指在各种险情发生时&#xff0c;用于消防人员实施营救和被困人员疏散的通道。消防法规定任何单位和个人不得占用、堵塞、封闭消防通道。事实上&#xff0c;由于消防通道通常缺乏管理&#xff0c;导致各种垃圾&#xff0…

(十九)大数据实战——Flume数据采集框架安装部署

前言 本节内容我们主要介绍一下大数据数据采集框架flume的安装部署&#xff0c;Flume 是一款流行的开源分布式系统&#xff0c;用于高效地采集、汇总和传输大规模数据。它主要用于处理大量产生的日志数据和事件流。Flume 支持从各种数据源&#xff08;如日志文件、消息队列、数…

【广州华锐互动】AR远程连接专家进行协同管理,解放双手让协同更便捷

AR远程协同系统是一种基于AR技术&#xff0c;实现远程设备维修和技术支持的系统。该系统通过将虚拟信息叠加在现实世界中&#xff0c;实现对设备的全方位监控和管理&#xff0c;并可以通过AR眼镜等终端设备&#xff0c;实时查看设备的各项数据和信息&#xff0c;为设备维修提供…

【算法日志】动态规划刷题:不相邻选择类问题(day40)

算法随想录刷题60Day 目录 前言 打家劫舍1 (数组) 打家劫舍2&#xff08;环形数组&#xff09; 打家劫舍3&#xff08;二叉树&#xff09; 前言 今天主要讨论不相邻选择类问题&#xff0c;会在不同数据结构题型的下探讨该类问题的解法。 打家劫舍1 (数组) 本题只需要讨论当…

HTML5+CSS3+JS小实例:科技感满满的鼠标移动推开粒子特效

实例:科技感满满的鼠标移动推开粒子特效 技术栈:HTML+CSS+JS 效果: 源码: 【html】 <!DOCTYPE html> <html><head><meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="viewport&qu…

matlab绘制局部放大图

ZoomPlot是一个交互式的matlab局部绘图库&#xff0c;其github仓库地址为 https://github.com/iqiukp/ZoomPlot-MATLAB。在使用库之前需要先将库下载到本地&#xff0c;可以直接添加到matlab的库中&#xff0c;也可以放在项目文件中直接使用。 简单使用 其实使用这个库只需要…

Python|小游戏之猫捉老鼠!!!

最近闲(mang)来(dao)无(fei)事(qi)&#xff0c;喜欢研究一些小游戏&#xff0c;本篇文章我主要介绍使用 turtle 写的一个很简单的猫捉老鼠的小游戏&#xff0c;主要是通过鼠标控制老鼠(Tom)的移动&#xff0c;躲避通过电脑控制的猫(Jerry)的追捕。 游戏主体思考逻辑&#xff1…

stable diffusion实践操作-文生图

本文专门开一节写文生图相关的内容&#xff0c;在看之前&#xff0c;可以同步关注&#xff1a; stable diffusion实践操作 正文 1 liblib SD1.5底模 lora(baihuaniang_1.0) 详细信息&#xff1a; 底模&#xff1a;SD 1.5 Lora:baihuaniang_1.0 正向提示词&#xff1a; Best …

Kubernetes之舞:微服务的交响乐团

Kubernetes与微服务&#xff1a;缘起 微服务的崛起 微服务架构已经成为现代软件开发的标准。与传统的单体应用相比&#xff0c;微服务提供了更高的模块化&#xff0c;使得团队可以独立地开发、部署和扩展各个服务。这种架构模式的主要优势在于其灵活性和可扩展性&#xff0c;允…

后端SpringBoot+前端Vue前后端分离的项目(一)

前言&#xff1a;后端使用SpringBoot框架&#xff0c;前端使用Vue框架&#xff0c;做一个前后端分离的小项目&#xff0c;需求&#xff1a;实现一个表格&#xff0c;具备新增、删除、修改的功能。 目录 一、数据库表的设计 二、后端实现 环境配置 数据处理-增删改查 model…

python自动化测试-自动化基本技术原理

1 概述 在之前的文章里面提到过&#xff1a;做自动化的首要本领就是要会 透过现象看本质 &#xff0c;落实到实际的IT工作中就是 透过界面看数据。 掌握上面的这样的本领可不是容易的事情&#xff0c;必须要有扎实的计算机理论基础&#xff0c;才能看到深层次的本质东西。 …

【狂神】Spring5(Aop的实现方式)

今天没有偷懒&#xff0c;只是忘了Mybatis&#xff0c;所以去补课了~ ┏━━━━━━━━━━━━━━━┓ NICE PIGGY PIG.. ┗━━━━━━━△━━━━━━━┛ ヽ(&#xff65;ω&#xff65;)&#xff89; | / UU 1.Aop实现方式一 1.1、什…

基于Java的OA办公管理系统,Spring Boot框架,vue技术,mysql数据库,前台+后台,完美运行,有一万一千字论文。

基于Java的OA办公管理系统&#xff0c;Spring Boot框架&#xff0c;vue技术&#xff0c;mysql数据库&#xff0c;前台后台&#xff0c;完美运行&#xff0c;有一万一千字论文。 系统中的功能模块主要是实现管理员和员工的管理&#xff1b; 管理员&#xff1a;个人中心、普通员工…

FPGA优质开源项目 – UDP万兆光纤以太网通信

本文开源一个FPGA项目&#xff1a;UDP万兆光通信。该项目实现了万兆光纤以太网数据回环传输功能。Vivado工程代码结构和之前开源的《UDP RGMII千兆以太网》类似&#xff0c;只不过万兆以太网是调用了Xilinx的10G Ethernet Subsystem IP核实现。 下面围绕该IP核的使用、用户接口…

Linux入门之进程信号|信号产生的方式

文章目录 一、信号入门 1.linux信号的基本概念 2.使用kill -l 命令可以查看系统定义的信号列表 3.信号处理常见方式 二、产生信号 1.通过终端按键产生信号 2.通过调用系统函数向进程发信号 3.由软条件产生信号 4.硬件异常产生信号 1. /0异常 2.模拟野指针 一、信号入门…
最新文章