C语言 day17 | 我的日常分享

C语言 day17

发表于2020-05-20更新于2020-05-20字数统计1.2k阅读时长14分

结构体-结构体的内存分配

引入

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struct data{
    char c;
    int i;
};
struct data stu;
printf("%d\n",sizeof(stu));
  • 问：上面代码的输出结果为什么？5？

运行结果：
图片

分析：char一个字节，int四个字节，为什么不是5字节呢？32位处理器一次只能处理32位，也就是4个字节的数据，64位处理器一次就能处理64位，即8个字节的数据。看图—>
图片
由图可得，上面代码输出的是4字节。

结构体大小 >= 成员总大小

结构体内存对齐

对齐规则（重要）

  • 步骤：

    1. 确定分配单位：每行应该分配的字节数，由结构体中最大的基本类型长度决定
    2. 确定成员的起始位置的偏移量：成员的自身基本类型的整数倍x（0到n），如果空间已经被使用了，则x+1继续偏移，直到遇到没有被使用的空间
    3. 收尾工作：确定结构体总大小，总大小为分配单位的整数倍，即开辟的行数乘以分配单位

  • 例子：

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struct data{
    int a;
    char b;
    short c;
    char d;
};

内存分布：
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2、 

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struct data{
    char a; 
    short b;
    short c;
    int d;
    char e;
};

内存分布：
图片
3、 

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struct data{
    char a; 
    short b;
    char c;
    short d;
};

内存分布：
图片

结构体嵌套结构体

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struct data1{
    int x;
    int y;
};
struct data2{
    int a;
    int b;
    struct data1 c;
};
  • 结构体变量c，作为了struct data2的成员，叫做结构体嵌套结构体

案例1：

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#include<stdio.h>
struct data1{
    int x;
    int y;
};
struct data2{
    int a;
    int b;
    struct data1 c;
};
int main(int argc,char *argv[]){

    //嵌套结构体初始化
    //struct data2 stu={10,11,12,13};//这样也可以，不推荐
    struct data2 stu={10,11,{12,13}};//仍然需要按照顺序

    //嵌套结构体的赋值
    stu.c.x=100;

    //嵌套结构体的访问
    printf("%d %d %d %d\n",stu.a,stu.b,stu.c.x,stu.c.y);
    return 0;
}

运行结果：
图片

注意:stu.c是没意义的,因为对于计算机来说，他要操作的是数据，那你说stu.c是个什么，取出来是什么？啥都不是，但是会打印出c中的第一个元素空间的内容。不要这样干就行了。

结构体嵌套结构体的内存对齐

先将嵌套的结构体进行上面的内存对齐，再将嵌套的结构体看成一个变量进行下面的步骤，其实跟上面的一样

  • 步骤：
    1. 确定分配单位：每行应该分配的字节数，所有结构体中最大的基本类型长度。
    2. 确定成员的起始位置的偏移量：成员的自身基本类型的整数倍x（0到n），如果空间已经被使用了，则x+1继续偏移，直到遇到没有被使用的空间
    3. 收尾工作：确定结构体总大小，总大小为分配单位的整数倍，即开辟的行数乘以分配单位
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struct A{
    short e;
    char f;
};
struct B{
    int a;
    short b;
    struct A c;
    short d;
};

内存分布：
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struct A{
    short d;
    char e;
    int f;
};
struct B{
    short a;
    struct A b;
    short c;
};

内存分布：
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指定对齐规则（强制类型对齐）

  • 使用#pragma pack改变默认对齐原则

  • 格式：#pragma pack(value)

  • 注意：

    1. value只能是1、2、4、8等即2ⁿ;
    2. 指定对齐值与数据类型对齐值相比取较小值。

  • 步骤：

    1. 确定分配单位：每行应该分配的字节数，分配单位为min(value,默认对齐字节)。
    2. 确定成员的起始位置的偏移量：成员的自身基本类型的整数倍x（0到n），如果空间已经被使用了，则x+1继续偏移，直到遇到没有被使用的空间
    3. 收尾工作：确定结构体总大小，总大小为分配单位的整数倍，即开辟的行数乘以分配单位

案例：

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#pragma pack(2)
struct data{
    char a;
    int b;
    short c;
};

分析：不加之前结构体总大小为12字节；加了#pragma pack(2)之后结构体的总大小为8字节

结构体的成员顺序，会影响结构体的总大小；如果想节约空间，则可以把字节数差不多的类型放在一起，但是这样访问效率会下降。