目录
1.位段
1.1 什么是位段
1.2 位段的内存分配
1.3 位段的跨平台问题
2.枚举
2.1 枚举类型的定义
2.2 枚举的优点
3. 联合(共用体)
3.1 联合类型的定义
3.2 联合的特点
3.3 联合大小的计算
1.位段
1.1 什么是位段
位段的声明和结构体是类似的,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。
比如:
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?
printf("%d\n", sizeof(struct A));
在VS上位段A的大小是8字节:
因此,我们可以大胆的推测:位段的成员名冒号后边的数字代表的就是该成员的大小。
1.2 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。
//一个例子
struct S
{
char a:3;
char b:4;
char c:5;
char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
//空间是如何开辟的?
C语言并没有规定尾端的存储方式,不同编译器的存储方式可能会有所不同。
我们在编译器上输出结果:
printf("%d\n", sizeof(struct S));
我们发现,在VS编译器是输出S的大小确实是3字节,下面,我们进一步进行验证:
下面通过编译器的调试,观察内存中的值是否是 620306 这些值:
验证的结果是正确的。
当然,上面验证的只是VS平台上位段的存储方式,对于其他平台,我们就不得而知了。
1.3 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.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。
2.1 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,依次递增1。
以颜色为例:
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
int main()
{
printf("%d\n", RED);
printf("%d\n", GREEN);
printf("%d\n", BLUE);
return 0;
}
当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。 例如:
enum Color//颜色
{
RED = 1,
GREEN = 2,
BLUE = 4
};
修改默认值:
2.2 枚举的优点
为什么使用枚举?
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:
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨。
- 便于调试
- 使用方便,一次可以定义多个常量
3. 联合(共用体)
3.1 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:
union Un
{
char c;
int i;
};
3.2 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)。
union Un
{
char c;
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un));
return 0;
}
联合的成员是共用同一块内存空间的:
面试题:
写一个程序判断当前计算机的大小端存储
以前我们写过类似于这样的代码来判断:
int main()
{
int a = 1;
if (*(char*)&a == 1)
{
printf("小端存储\n");
}
else
{
printf("大端存储\n");
}
return 0;
}
现在我们也可以使用联合体来判断:
int check_system()
{
union
{
int i;
char c;
}un = { .i = 1 };
return un.c;
}
int main()
{
int ret = check_system();
if (ret == 1)
{
printf("小端存储\n");
}
else
{
printf("大端存储\n");
}
return 0;
}
3.3 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:
union Un1
{
char c[5];
int i;
};
union Un2
{
short c[7];
int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(union Un1));
printf("%d\n", sizeof(union Un2));
return 0;
}