C语言——结构体、共用体

结构体、共用体

1.结构体
- 基础知识
- 代码基本写法
- 内存对齐
2. 共用体
- 引论
- 定义
- 基础写法
- 共用体大小

1.结构体

基础知识

类似于Java中的javaBean,可以将一些变量封装成一些对象。同样的，在C里面可以将一些其他的变量，封装成一个结构体，结构体和共用体表现的含义是一致的

代码基本写法

#include<stdio.h>struct Student
{int i;short j;
}s1,s2;void main(){struct Student student;student.i = 10;student.i = 5;s1.i = 10;s1.j = 3;printf("结构体大小%d:", sizeof(student));system("pause");
}

内存对齐

在上述代码中，定义了两个结构体，，在结构体体中，定义了两个变量，一个int类型，一个short类型，int类型是4个字节，short类型是2个字节，按常理，这个结构体是6个字节，但是通过sizeof(student)查看，是8个字节，为什么是8个字节呢？

这就涉及到C里面的内存对齐概念。在C执行的过程中，特别是给对象，结构体进行分配内存的时候，它是遵循内存对齐的规则。

内存对齐
定义：对齐跟数据在内存中的位置有关。如果一个变量的内存地址正好位于它长度的整数倍，他也就被称为自然对齐。比如在32位cpu下，假设一个整型变量的地址为0x00000004,那他是自对齐的。

结构体大小
定义：当结构体需要内存过大，使用动态内存申请。结构体占用字节数和结构体内字段有关，指针占用内存计算4/8字节，因此传指针比传值效率更高

结构体存储原则
(1).结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍(0被认为是任何数的整数倍)
(2).结构体大小必须是所有成员大小的整数倍，也即所有成员大小的公数倍

看了上面定义，我们可以得知，刚刚我们定义的short类型，short类型是2个字节，由于在32位的CPU下，它最小的单位步长是4个字节，由于2个字节小于4个字节，所以系统会给short分配4个字节，只不过后面两个字节不会起作用，后面还有一个int类型，由于int类型有4个字节，所以这个结构体，一共8个字节。

为什么要基于内存对齐呢？

举个例子，张三要去请李四和王五去他家做客，由于李四和王五住在不同的楼层，所以，张三需要先去李四家邀请李四，再去王五家邀请，需要两次，这就是访问一个地址，它必须要做的两件事情，这就是没有去做实现内存对齐的情况下，那张三能不能只邀请一次呢？

答案是可以的，那就是让李四和王五同时处于一个房间

这个例子可以证明，内存对齐对于访问指针的效率非常重要的。

2. 共用体

引论

共用体和结构体类似，它都是表达一个数据类型的集合，只不过结构体，他需要内存开销更大一点。

定义

共用体是一种特殊的数据类型，允许在相同的内存位置存储不同的数据类型。可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候都只能有一个成员带有值，共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方法。

基础写法

union Data{int i;float f;char str[20];
} data;

其调用方法与结构体类似。
注意：

共用体占用的内存应足够存储共用体中最大的成员。

共用体大小

类似于跳远，共用体大小采取内存最大的成员变量

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