【C语言__结构体__复习篇5】

目录

前言

 一、结构体基础知识

        1.1 结构体的语法形式

        1.2 创建结构体变量

        1.3 结构体变量的初始化

        1.4 点(.)操作符和箭头(->)操作符

二、匿名结构体

三、结构体自引用 

四、结构体内存对齐

        4.1 内存对齐的规则

        4.2 出现结构体内存对齐的原因

        4.3 修改默认对齐数

五、结构体传参

六、结构体实现位段

        6.1 什么是位段

        6.2 位段成员的内存分配

        6.3 位段的跨平台问题

        6.4 位段使用的注意事项


前言

本篇主要讨论以下问题:

结构体基础知识:

1. 结构体是用来做什么的,结构体的语法形式是怎样的

2. 如何创建一个结构体类型,结构体的全局变量和局部变量如何创建

3. 如何初始化结构体变量,如何自定义顺序初始化结构体变量,结构体中结构体如何初始化

4. 如何找到结构体变量的成员变量

匿名结构体:

5. 匿名结构体如何创建,它有什么需要注意的点

结构体自引用:

6. 结构体如何自引用,结构体自引用时有什么需要注意的点

结构体内存对齐:

7. 结构体内存对齐的规则有哪几点,怎样计算结构体成员变量相对于默认起始地址的偏移

8. 为什么会出现结构体内存对齐,如何改变结构体的默认对齐数

结构体传参:

9. 结构体传参采用传值调用还是传址调用好,为什么

结构体实现位段:

10. 结构体如何实现位段,用结构体实现位段有什么优点和缺点

11. 用结构体实现位段,位段的成员在内存中如何开辟空间的

12. 我们在使用位段时有什么注意事项,采用位段的示例

 一、结构体基础知识

1. 结构体是用来描述复杂对象的,例如,当我们想要描述学生、商品、书籍等自身包含多信息的复杂对象时,就可以创建结构体类型,再去创建结构体变量。

1.1 结构体的语法形式

1. 语法形式:struct tag

                      {

                              成员列表...

                      }变量列表;

① struct是结构体关键字,tag是结构体标签名,struct tag整体表示这个结构体类型的名称。

② { }内的成员列表,用于表示这个结构体类型中有哪些类型的变量(即,复杂对象包含哪些信息),每个成员变量可以是不同类型的变量,甚至是其他结构体,注意!这些成员变量不需要初始化。

③ 变量列表处创建的变量是全局变量,在此处我们可以一次性创建多个全局变量。

2. 创建结构体类型的举例:

    struct stu

    {

            char name[20];

            int age;

            int id[10];

    };

1.2 创建结构体变量

struct Stu
{char name[20];int age;char id[10];
}s1, s2;//全局变量int main()
{struct Stu s3;//局部变量struct Stu s4;//局部变量return 0;
}

1.3 结构体变量的初始化

1. 按结构体成员的顺序初始化结构体变量,用{ }像数组一样直接初始化即可。

2. 自定义顺序初始化结构体变量,采用(.)找到结构体成员名,再赋值即可。

3. 结构体中的结构体的初始话也是用{ }, 类似于二维数组中一维数组的初始化。

struct Stu
{char name[20];int age;char id[10];
}s1 = { "张三", 18, "10023211" }, s2 = {"翠花", 19, "10023245"};int main()
{struct Stu s3 = {"lisi", 17, "10023233"};struct Stu s4 = {.age = 16, .id = "10012323", .name = "kiki"}; //自定义顺序return 0;
}
struct Point
{int x;int y;
};struct test
{float score;struct Point k;
};int main()
{struct test t1 = { 90.8f, {2, 4} };//结构体中的结构体成员初始化struct test t2 = {.k.y = 4, .k.x = 9, .score = 89.7f};//自定义顺序return 0;
}

1.4 点(.)操作符和箭头(->)操作符

1. 点操作符:结构体变量名.成员名

2. 箭头操作符:结构体指针->成员名(表示通过地址找到它所指向的结构体变量的某个成员)

#include <stdio.h>struct Stu
{char name[20];int age;char id[10];
}s1 = { "张三", 18, "10023211" }, s2 = {"翠花", 19, "10023245"};int main()
{struct Stu s3 = {"lisi", 17, "10023233"};struct Stu s4 = {.age = 16, .id = "10012323", .name = "kiki"}; //自定义顺序struct Stu* ps3 = &s3;struct Stu* ps4 = &s4;printf("%s %d %s\n", s1.name, s1.age, s1.id);printf("%s %d %s\n", s2.name, s2.age, s2.id);printf("%s %d %s\n", ps3->name, ps3->age, ps3->id);printf("%s %d %s\n", ps4->name, ps4->age, ps4->id);return 0;
}

 

二、匿名结构体

1. 匿名结构体,即结构体类型在定义时 tag 不写。

2. 匿名结构体的特点,可以定义多个全局变量,但不可以定义局部变量。(如果对这个匿名结构体用typedef重命名后,是可以定义局部变量的)

3. 定义两个完全相同的匿名结构体类型,会被编译器认为是不同的结构体类型。

struct
{int num1;float num2;
};//匿名结构体

三、结构体自引用 

1. 结构体自引用,即在结构体类型定义时,结构体成员变量中存在本结构体类型的指针变量。

2. 匿名结构体不能自引用,这样写的代码可读性很差。

3. 一般在结构体自引用时,会先定义结构体,再用typedef对结构体重命名,注意!重命名结构体后不需要去更改自引用指针变量的类型名称,否则会出现未定义先使用的错误。

typedef struct Stu
{char name[20];struct Stu* ps;
}Stu;typedef struct Stu
{char name[20];Stu* ps;//err,先使用后定义的错误
}Stu;

四、结构体内存对齐

1. 结构体内存对齐==结构体大小如何计算。

4.1 内存对齐的规则

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处。

2. 其他成员变量要对⻬到对⻬数的整数倍的偏移地址处。

    对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的较⼩值。

    - VS 中默认的值为 8

    - Linux中 gcc 没有默认对⻬数,对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数(结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数,所有对⻬数中最⼤的)的整数倍。

4. 如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍的偏移地址处,结构体的整体⼤⼩是所有最⼤对⻬数(含嵌套结构体中成员的对⻬数)的整数倍。

补充:计算结构体成员变量相对于默认起始地址的偏移量用到的宏:offsetof(type, member),type是结构体类型,member是结构体成员名,头文件<stddef.h>,计算结果为size_t类型。

 

 4.2 出现结构体内存对齐的原因

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,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⻬。原因在于,为了访问未对⻬的内存,处理器需要作两次内存访问;⽽对⻬的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节,则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对⻬成8的倍数,那么就可以⽤⼀个内存操作来读或者写值了。否则,我们可能需要执⾏两次内存访问,因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。

总体来说:结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。

补充:在设计结构体的时候,我们既要满⾜对⻬,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

4.3 修改默认对齐数

1. 如果想修改默认对齐数,在定义结构体类型时利用一对 #pragma pack() 这个预处理指令即可,示例如图中的代码。

2. 修改的默认对齐数不要用除1之外的奇数,因为类型的大小通常为偶数。(通常会将默认对齐数设置成1)

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数,还原为默认
int main()
{//输出的结果是什么?printf("%d\n", sizeof(struct S));return 0;
}

五、结构体传参

1. 直接传结构体变量名,函数形参用结构体变量接收。

2. 传结构体变量地址,函数形参用结构体变量指针接收。

3. 结构体传参采用传结构体变量地址好,因为函数传参的时候,参数是需要压栈的,会有时间和空间上的系统开销,如果传递⼀个结构体对象所需开辟的内存空间过⼤,会导致参数压栈的系统开销⽐较⼤,代码性能也会下降。

六、结构体实现位段

6.1 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 ,在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。

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;
};

 6.2 位段成员的内存分配

1. 位段的成员可以是 int、unsigned int、signed int 或者是 char 等类型。

2. 位段的内存空间上是按照需要以一次开辟4个字节( int )或者1个字节( char )的⽅式来申请内存空间的。

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。(要想知道位段成员在内存中如何分配空间的,需要针对不同的平台去研究)

6.3 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,这也是不确定的。

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。

6.4 位段使用的注意事项

1. 位段的⼏个成员可能共用同⼀个字节,这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置。内存中每个字节有唯一的⼀个地址,⼀个字节内部的bit位是没有地址的。 所以不能对位段的成员使⽤&操作符,这样也就意味着不能使⽤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,然后赋值给位段的成员。

2. 采用位段的示例:⽹络协议中的IP数据报。

struct A
{int a : 2;int b : 5;int c : 10;int d : 30;
};int main()
{struct A sa = { 0 };//scanf("%d", &(sa.b));//这是错误的//正确的⽰范int b = 0;scanf("%d", &b);sa.b = b;return 0;
}

本篇文章已完结,谢谢支持!!! 

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.mzph.cn/pingmian/1000.shtml

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email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Java 对称加密AES、DES的实现

1.AES、DES的介绍 1.1.AES介绍 AES&#xff08;Advanced Encryption Standard&#xff0c;高级加密标准&#xff09;的出现&#xff0c;是因为以前使用的DES算法密钥长度较短&#xff0c;已经不适应当今数据加密安全性的要求&#xff0c;因此2000年10月2日&#xff0c;美国政…

Flutter 热修复(Shorebird)

Shorebird&#xff1a;https://docs.shorebird.dev/ 我们都知道安卓原生开发&#xff0c;热修复已经不是什么难题。阿里云&#xff0c;腾讯云已经都有现成的SDK可以接入。 然而Flutter开发还一直没有类似热修复的开发库&#xff0c;无意中看到了Shorebird这个平台&#xff0c…

数据结构 -- 二叉树二叉搜索树

二叉树 二叉树是这么一种树状结构&#xff1a;每个节点最多有两个孩子&#xff0c;左孩子和右孩子 重要的二叉树结构 完全二叉树&#xff08;complete binary tree&#xff09;是一种二叉树结构&#xff0c;除最后一层以外&#xff0c;每一层都必须填满&#xff0c;填充时要遵…

我的创作纪念日:实用技术背后的理论思考。

很多人以为&#xff1a;实用技术都是没有技术含量的&#xff1f; IT专业最初归类于应用数学系&#xff08;北大应用数学系是最早开设计算机相关专业的国内大学院系&#xff0c;中科院计算所是最早参加计算机相关研究的科研单位&#xff09;。应用数学在理论分类中属于实用技术…

C++ 协程 学习笔记

协程的优势就是比线程切换的时间少很多&#xff0c;协程的切换时间是纳秒&#xff0c;而进行切换的时间是微秒 单线程用协程可以轻松的处理并发任务 co_yield和co_await可以将协程暂停下来 resume又把协程激活 如果c函数里有co_await、co_return、co_yield就会自动判定为协程…

【实测】记一次用windows11家庭中文版部署django+vue项目的踩坑之旅

整个过程下来&#xff0c;给我的感觉就和吃了翔一样难受&#xff0c;窒息的感觉&#xff0c;全程没少骂win11的设计者... 因为要调试一些只有在windows才会出现的测试平台bug&#xff0c;于是我耗重金购入了一台顶配windows笔记本。以下是配置&#xff1a; 配置还蛮高的对吧&am…

链表经典算法OJ题目

1.单链表相关经典算OJ题目1&#xff1a;移除链表元素 思路一 直接在原链表里删除val元素&#xff0c;然后让val前一个结点和后一个节点连接起来。 这时我们就需要3个指针来遍历链表&#xff1a; pcur —— 判断节点的val值是否于给定删除的val值相等 prev ——保存pcur的前…

C语言进阶|通讯录的实现

基于动态顺序表实现通讯录 C语言基础要求&#xff1a;结构体、动态内存管理、顺序表、文件操作 1、功能要求 至少能够存储100个人的通讯信息能够保存用户信息&#xff1a;名字、性别、年龄、电话、地址等增加联系人信息删除指定联系人查找制定联系人修改指定联系人显示联系人…

Spring Boot后端与Vue前端融合:构建高效旅游管理系统

作者介绍&#xff1a;✌️大厂全栈码农|毕设实战开发&#xff0c;专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业答疑辅导。 &#x1f345;获取源码联系方式请查看文末&#x1f345; 推荐订阅精彩专栏 &#x1f447;&#x1f3fb; 避免错过下次更新 Springboot项目精选实战案例 更多项目…

设计模式- 建造者模式(Builder Pattern)结构|原理|优缺点|场景|示例

目录 设计模式&#xff08;分类&#xff09; 设计模式&#xff08;六大原则&#xff09; 创建型 工厂方法 抽象工厂模式 单例模式 建造者模式 原型模式 结构型 适配器模式 建造者模式&#xff08;Builder Pattern&#xff09;是一种创…

【网络编程】TCP流套接字编程(TCP实现回显服务器)

一.TCP流套字节相关API. Socket(既能给客户端使用,也能给服务器使用) 构造方法 基本方法: ServerSocket(只能给服务器使用) 构造方法: 基本方法: 二.TCP实现回显服务器. 客户端代码示例: package Demo2;import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import j…

【AI 测试】自然语言处理(NLP)类项目如何测试

目录 NLP类项目需要的技能针对NLP领域大模型的评测任务及评价指标设计如何开展测试一、准确性评测实例二、稳定性评测实例三、效率评测实例四、执行测试注意事项以下是摘自某招聘网站的AI 测试工作职责: 负责NLP等领域大模型评测任务及评价指标的设计与制定;跟进业内大模型技…

一个char类型数字转字符串后引起的惨案

问题现象 嵌入式开发平台&#xff0c;交叉编译链比较老&#xff0c;还不支持 C11 的 to_string 写法&#xff0c;此时想通过模板方式&#xff0c;构造一个通用的 toString 接口&#xff0c;采用了 ostringstream &#xff0c;就出现了问题。 模板接口如下 template <type…

2 逻辑斯蒂回归(分类)

目录 1 理论 逻辑回归假设数据服从伯努利分布&#xff08;二分类&#xff09;,通过极大化似然函数的方法&#xff0c;运用梯度下降来求解参数&#xff0c;来达到将数据二分类的目的。 逻辑斯蒂回归&#xff08;Logistic Regression&#xff09;是一种用于解决分类问题的…

esp32-通过wifi使用timelib库同步时间(三)

库的安装 本文基于platformIO&#xff0c;安装较为简单如下图 实例代码 完整代码如下&#xff0c;如果时间获取超时请使用time1.aliyun.com获取时间。 /** Time_NTP.pde* Example showing time sync to NTP time source** This sketch uses the Ethernet library*/#include …

Kafka入门介绍+集群部署+简单使用

Kafka入门介绍集群部署简单使用 简介核心概念Broker&#xff08;服务节点/实例&#xff09;Producer&#xff08;生产者&#xff09;Topic&#xff08;主题&#xff09;Partition&#xff08;分区&#xff09;Consumer&#xff08;消费者&#xff09;和Consumer Group&#xff…

shell 脚本常用 逻辑判断符 与 || 或 ! 非

shell 脚本常用 逻辑判断符 文章目录 1、&& 逻辑与2、|| 逻辑或3、! 逻辑非 – 1、&& 逻辑与 只有两个都是真&#xff0c;结果才是真 如果第一个式子为false&#xff0c;则不会执行后面 2、|| 逻辑或 一真则真 如果左端为真&#xff0c;则右端不需要再进行…

超级好用的C++实用库之字节流解析器

概述 字节流解析器是一种软件组件&#xff0c;它负责将接收到的原始二进制数据&#xff08;字节流&#xff09;转换为有意义的信息结构或格式。在计算机网络、文件处理和数据通信中&#xff0c;字节流是最基本的数据传输形式&#xff0c;但这些原始字节对于应用程序通常是没有直…

对组合模式的理解

目录 一、场景1、题目描述 【[案例来源](https://kamacoder.com/problempage.php?pid1090)】2、输入描述3、输出描述4、输入示例5、输出示例 二、实现&#xff08;假的组合模式&#xff09;1、代码2、为什么上面的写法是假的组合模式&#xff1f; 三、实现&#xff08;真的组合…

文本生成任务的评价方法BLEU 和 ROUGE

BLEU 是 2002 年提出的&#xff0c;而 ROUGE 是 2003 年提出的。这两种指标虽然存在着一些问题&#xff0c;但是仍然是比较主流的评价指标。 BLUE BLEU 的全称是 Bilingual evaluation understudy&#xff0c;BLEU 的分数取值范围是 0&#xff5e;1&#xff0c;分数越接近1&a…