自定義型別：結構體，列舉，聯合 【二】
- 本節重點
- 結構體
- 結構體記憶體對齊
- 修改默認對齊數
- 結構體傳參
- 結構體實作位段（位段的填充&可移植性）
- 列舉
- 列舉型別的定義及使用
- 列舉的優點
本節重點
結構體
結構體記憶體對齊
引例
#include<stdio.h>
struct S
{
char c;
int i;
char c2;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(s));
return 0;
}
分析
要點：
- 第一個成員在與結構體變數偏移量為0的地址處，
- 其他成員變數要對齊到某個數字（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，
- 結構體總大小為最大對齊數（每個成員變數都有一個對齊數）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，
注：VS默認對齊數為8；linux無對齊數（即該成員的位元組大小為對齊數）
為什么存在記憶體對齊？！
- 平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬體平臺都能訪問任意地址上的任意資料的；某些硬體平臺只能在某些地址處取某些特定型別的資料，否則拋出硬體例外，
- 性能原因： 資料結構(尤其是堆疊)應該盡可能地在自然邊界上對齊， 原因在于，為了訪問未對齊的記憶體，處理器需要作兩次記憶體訪問；而對齊的記憶體訪問僅需要一次訪問，
注:結構體的記憶體對齊是拿空間來換取時間的做法，
結論：既要滿足對齊，又要節省空間——讓占用空間小的成員盡量集中在一起，
例子
修改默認對齊數
#include<stdio.h>
//默認對齊數是8
//把默認對齊數改為2
#pragma pack(2)
struct S
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()
int main()
{
struct S s = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(s));
return 0;
}
分析
結構體傳參
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
int main()
{
struct S s = { {1,2,3,4},1000 };
//結構體傳參
printf("%d\n", s.num);
//結構體地址傳參
struct S* ps = &s;
printf("%d\n", ps->num);
return 0;
}
首選地址傳參
原因：
函式傳參的時候，引數是需要壓堆疊，會有時間和空間上的系統開銷，
如果傳遞一個結構體物件的時候，結構體過大，引數壓堆疊的的系統開銷比較大，所以會導致性能的下降，
結論： 結構體傳參的時候，要傳結構體的地址
結構體實作位段（位段的填充&可移植性）
什么是位段
1.位段的成員必須是 int、unsigned int 或signed int 或char，
2.位段的成員名后邊有一個冒號和一個數字，
3.位段的宣告和結構是類似的，
struct A
{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct A));
return 0;
}
注：：冒號后+數字是占多少個位元位，
分析
struct A
{
//4個位元組-32bit
int _a : 2;//成員占2個bit位
int _b : 5;//成員占5個bit位
int _c : 10;//成員占10個bit位
//4個位元組-32bit
int _d : 30;//成員占30個bit位
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct A));//4+4=8
return 0;
}
位段的記憶體分配
- 位段的成員可以是 int unsigned int signed int 或者是 char （屬于整形家族）型別
- 位段的空間上是按照需要以4個位元組（ int ）或者1個位元組（ char ）的方式來開辟的，
- 位段涉及很多不確定因素，位段是不跨平臺的，注重可移植的程式應該避免使用位段，
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;
return 0;
}
分析
該分析只適用于VS
位段的跨平臺問題
- int 位段被當成有符號數還是無符號數是不確定的，
- 位段中最大位的數目不能確定，（16位機器最大16，32位機器最大32，寫成27，在16位機器會出問題，
- 位段中的成員在記憶體中從左向右分配，還是從右向左分配標準尚未定義，
- 當一個結構包含兩個位段，第二個位段成員比較大，無法容納于第一個位段剩余的位時，是舍棄剩余的位時，還是利用，這是不確定的，
總結：
跟結構相比，位段可以達到同樣的效果，但是可以很好的節省空間，但是有跨平臺的問題存在，
列舉
列舉型別的定義及使用
列舉就是一一列舉
比如：
一周的星期一到星期日是有限的7天，可以一一列舉，
月份有12個月，可以一一列舉，
例子：
enum Color
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
int main()
{
enum Color c = BLUE;
return 0;
}
要點：
{}中的內容是列舉型別的可能取值，也叫 列舉常量 ，
這些可能取值都是有值的，默認從0開始，一次遞增1，當然在定義的時候也可以賦初值，
列舉的優點
- 增加代碼的可讀性和可維護性
- 和#define定義的識別符號比較列舉有型別檢查，更加嚴謹，
- 防止了命名污染（封裝）
- 便于除錯
- 使用方便，一次可以定義多個常量
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