农业网站建设,建站一条龙的服务流程是怎么样的,网站建设丿金手指谷哥14,制作logo设计1.结构体 结构体是一种用户自定义的数据类型#xff0c;允许将不同类型的数据项组合在一起#xff0c;形成一个更大的数据结构。结构体可以包含多个成员变量#xff0c;每个成员变量可以是不同的数据类型#xff0c;如整数、字符、浮点数等#xff0c;甚至可以包含其他结构…1.结构体 结构体是一种用户自定义的数据类型允许将不同类型的数据项组合在一起形成一个更大的数据结构。结构体可以包含多个成员变量每个成员变量可以是不同的数据类型如整数、字符、浮点数等甚至可以包含其他结构体作为其成员。 复杂对象人名字年龄电话住址
结构体struct-描述复杂对象
1.1 结构体的声明
struct tag
{member-list;
}variable-list;struct是关键字用于声明一个结构体类型。tag是给这个结构体类型起的标识符用于在后续代码中引用这个结构体类型。member-list表示结构体的成员列表每个成员用一个数据类型和标识符定义。这些成员在结构体内部依次存储。variable-list 这个部分不是结构体的必须组成部分但是可以用来在定义结构体的同时创建结构体变量。如果在定义结构体时不创建变量可以忽略这部分。
例如描述一个人
#include stdio.h// 定义结构体类型
struct Person {char name[50];int age;float height;
} person1, person2; // 创建两个结构体变量 person1 和 person2注意分号不可以缺少int main() {// 初始化结构体变量struct Person person3 {John Doe, 30, 1.75};// 访问结构体成员printf(Name: %s\n, person3.name);printf(Age: %d\n, person3.age);printf(Height: %.2f meters\n, person3.height);return 0;
}1.2 匿名结构体 匿名结构体是指在定义结构体变量时省略结构体的名称直接声明结构体变量并定义其成员。这种形式适用于一些临时或简单的数据组织需求不需要为结构体类型起一个独立的名字。匿名结构体的作用范围仅限于当前代码块。 例如
#include stdio.hint main() {// 定义匿名结构体变量并直接初始化struct {float length;float width;} rectangle {5.0, 3.0}; // 创建结构体变量并初始化// 计算矩形的面积float area rectangle.length * rectangle.width;printf(Rectangle Length: %.2f\n, rectangle.length);printf(Rectangle Width: %.2f\n, rectangle.width);printf(Rectangle Area: %.2f\n, area);return 0;
}问题下面的代码合法吗
struct
{char book_name[20];char author[20];int price;char id[15];
} sb1, sb2;struct
{char book_name[20];char author[20];int price;char id[15];
} *ps;int main() {pssb1; //err,编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。所以是非法的。return 0;
}警告 编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。 所以是非法的。
总结 匿名结构体适用于一些临时的数据组织特别是在某个作用域内部且仅在局部范围使用的情况下这样可以省略给结构体起一个名称的步骤使得代码更加简洁和清晰。然而对于需要在多个函数或多个地方使用的复杂数据结构还是推荐使用带有名称的结构体类型。 1.3 结构体的自引用 结构体的自引用指的是结构体中包含指向相同类型结构体的指针成员从而创建一个自循环的数据结构 链表结构就要利用结构体的自引用来实现
typedef struct Node { //对struct Node重命名为Nodeint data;struct Node *next; //指向下个结点的地址这里的struct不能省略
} Node;int main() {Node n;return 0;
}1.4 结构体变量的定义和初始化
struct Point{int x;int y;
} p1; //声明类型的同时定义变量p1
struct Point p2; //定义结构体变量p2//初始化定义变量的同时赋初值。
struct Point p3 {1, 2};struct Stu { //类型声明char name[15]; //名字int age; //年龄
};
struct Stu s {zhangsan, 20}; //初始化结构体还可以嵌套初始化
struct Node {int data;struct Point p; //45struct Node *next; //NULL
} n1 {10, {4, 5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
struct Node n2 {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化 不按顺序初始化
struct S {char c;int a;float f;
};int main() {struct S s {w, 20, 3.14f}; //顺序初始化printf(%c %d %f\n, s.c, s.a, s.f);struct S s2 {s2.f 3.14f, s2.c w, s2.a 10}; //不按顺序初始化printf(%c %d %f\n, s.c, s.a, s.f);return 0;
}注意不按顺序初始化,VS可以 gcc编译器不支持
1.5 结构体成员的访问 可以使用点操作符.来访问结构体的成员。点操作符允许我们通过结构体变量来访问结构体内部的成员变量使得我们可以读取或修改这些成员的值。如果结构体是指针类型我们可以使用箭头操作符-来访问指向的内容。 例如以下结构体成员
struct Stu{char name[20];int age;
};struct Stu s;我们可以看到 s 有成员 name 和 age
那我们如何访问s的成员
struct S s;
strcpy(s.name, zhangsan);//使用.访问name成员
s.age 20;//使用.访问age成员结构体指针访问指向变量的成员
有时候我们得到的不是一个结构体变量而是指向一个结构体的指针。
那该如何访问成员
如下
struct Stu {char name[20];int age;
};void print(struct Stu *ps) {printf(name %s age %d\n, (*ps).name, (*ps).age);//使用结构体指针访问指向对象的成员printf(name %s age %d\n, ps-name, ps-age);
}int main() {struct Stu s {zhangsan, 20};print(s);//结构体地址传参return 0;
}使用(*ps)解引用后.操作访问,或者-直接访问
1.6 结构体传参 结构体可以按值传递或按指针传递给函数。在按值传递时函数将接收到结构体的副本对副本的修改不会影响原始结构体。在按指针传递时函数将接收到结构体的地址可以直接修改原始结构体的内容。 例如
struct S {int data[1000];int num;
};void print1(struct S s) {//传值比较浪费空间可能会栈溢出printf(%d %d %d %d\n, s.data[0], s.data[1], s.data[2], s.num);// 1 2 3 100
}void print2(struct S *ps) {//两种写法 推荐第二个printf(%d %d %d %d\n, (*ps).data[0], (*ps).data[1], (*ps).data[2], (*ps).num);// 1 2 3 100printf(%d %d %d %d\n, ps-data[0], ps-data[1], ps-data[2], ps-num); // 1 2 3 100
}int main() {struct S ss {{1, 2, 3, 4, 5}, 100};print1(ss);print2(ss);return 0;
}上面的 print1 和 print2 函数哪个好些
答案是首选print2函数。
原因 函数传参的时候参数是需要压栈会有时间和空间上的系统开销。 如果传递一个结构体对象的时候结构体过大参数压栈的的系统开销比较大所以会导致性能的 下降。 1.7 结构体内存对齐 结构体的内存对齐是编译器根据特定的规则将结构体成员按照一定的字节边界进行排列的过程。对齐的目的是为了优化内存访问效率避免因为数据未对齐而导致的性能损失。对齐原则因编译器和体系结构而异 如何计算
首先得掌握结构体的对齐规则 1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。 2.其他成员变量要对齐到某个数字对齐数的整数倍的地址处。 对齐数 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。VS中默认的值为8 3.结构体总大小为最大对齐数每个成员变量都有一个对齐数的整数倍。 4.如果嵌套了结构体的情况嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处结构体的整体大小就是所有最大对齐数含嵌套结构体的对齐数的整数倍。 观察下面的结果
#include stddef.h
#include stdio.h
struct S1 {char c1;int i;char c2;
};struct S2 {char c1;char c2;int i;
};int main() {//S1的偏移量printf(%d\n, offsetof(struct S1, c1));//0 c1从0开始printf(%d\n, offsetof(struct S1, i)); //4 i从4开始printf(%d\n, offsetof(struct S1, c2));//8 c2从8开始 81字节9字节按4字节对齐12printf(%d\n, offsetof(struct S2, c1));//0 c1从0开始printf(%d\n, offsetof(struct S2, c2));//1 c2从1开始 printf(%d\n, offsetof(struct S2, i)); //4 i从4开始 448字节按4字节对齐8printf(%d\n,sizeof(struct S1)); //12printf(%d\n,sizeof(struct S2)); //8return 0;
}offsetof宏-用来计算结构体成员相对于起始位置的偏移量头文件#include 练习
struct S3 {double d;// 0 - 7char c; // 8int i; // 12-15
};struct S4 {char c1; // 0struct S3 s3;// 8-20 s3double d; // 24-31
};int main() {printf(%d\n, sizeof(struct S3));// 16printf(%d\n, sizeof(struct S4));// 32return 0;
}首先我们有两个结构体 struct S3 和 struct S4。
struct S3 中包含了三个成员
double d占用8个字节通常情况下是64位浮点数的大小。char c占用1个字节。int i占用4个字节。
由于结构体中的成员变量的对齐数通常是成员本身大小和编译器默认对齐数在Visual Studio中默认是8字节中较小的值所以每个成员都需要对齐到8字节的整数倍地址处。
所以 struct S3 的总大小是 8 1 4 13 字节。但由于对齐的需要结构体的总大小会被调整为最大对齐数的整数倍所以 sizeof(struct S3) 的结果为 16 字节。
接下来我们看 struct S4。
struct S4 中包含了两个成员
char c1占用1个字节。struct S3 s3占用 sizeof(struct S3) 16 字节。
在 struct S4 中由于 struct S3 s3 的是16字节编译器默认对齐数是8字节所以 double d 需要对齐到8字节的整数倍地址处。因此在 struct S4 中double d 的偏移量为 24 字节。
总字节大小为32字节是8的对齐数所以结果就是8字节
为什么存在内存对齐? 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的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齐。 原因在于为了访问未对齐的内存处理器需要作两次内存访问而对齐的内存访问仅需要一次访 问。
总体来说 结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。 那在设计结构体的时候我们既要满足对齐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。
//例如
struct S1 {char c1;int i;char c2;
};struct S2 {char c1;char c2;int i;
};S1和S2类型的成员一模一样但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。
1.8 修改默认对齐数 可以通过预处理指令来修改结构体的默认对齐数。在大多数编译器中可以使用#pragma pack指令来实现这一点。 #pragma pack 指令允许你指定对齐数的大小从而改变结构体成员在内存中的对齐方式。通常情况下对齐数是编译器默认的一个值和该成员大小的较小值但通过#pragma pack你可以设置一个不同的对齐数。
例如假设将默认对齐数设置为4字节可以这样做
#pragma pack(4)struct YourStruct {// 结构体成员
};#pragma pack() // 重置为默认对齐数注意修改对齐数可能会影响结构体的内存布局和性能。通常情况下编译器的默认对齐数是为了在不同平台上实现最佳的内存对齐和访问效率。如果不是很确定需要修改对齐数最好还是使用编译器的默认设置。
如果需要修改对齐数建议只在必要时进行并且要确保所有的相关代码都知道这个修改以免引起不必要的问题。在修改对齐数时最好先了解你的编译器支持的具体语法和特性以便正确地使用#pragma pack指令。
#include stdio.h
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
//8和成员大小最小-对齐数4
struct S1 {char c1; //0int i; //4char c2; //9 对齐4为12
};#pragma pack() //取消设置的默认对齐数还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1//对齐数为1成员大小为4对齐数为1
struct S2 {char c1; //0int i; //1char c2; //5 对齐数为1表示不对齐大小为0到56
};#pragma pack()//取消设置的默认对齐数还原为默认int main() {//输出的结果是什么printf(%d\n, sizeof(struct S1)); //12printf(%d\n, sizeof(struct S2)); //6return 0;
}2.结构体位段 结构体位段是一种特殊的结构体成员允许你以位为单位定义成员的长度。它们用于有效地使用内存特别是在需要处理硬件寄存器或二进制数据的情况下。结构体位段可以在结构体声明中指定成员的位宽从而使得这些成员只占用特定数量的位而不是整个字节。 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 。 2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。 比如
struct S {int a;int b;int c;int d;
};//A是位段-其中的位其实是二进制位
struct A {//先开辟了4byte - 32bitint _a : 2; // a成员只需要2个比特位 32-2 30int _b : 5; // b成员只需要5个比特位 30-5 25int _c : 10;// c成员只需要10个比特位 25-10 15 剩余的15个字节怎么使用由编译器决定int _d : 30;// d成员只需要30个比特位 还剩15 不够用 又开辟了四个字节的空间 一共8个字节
};int main() {printf(%d\n, sizeof(struct S));// 16printf(%d\n, sizeof(struct A));// 8return 0;
}2.1 位段的内存分配 位段的成员可以是 int/unsigned int/signed int 或者是 char 属于整型家族类型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。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; //一个字节8个比特 8-3 5 还有五个比特char b : 4; //5-4 还剩1个比特 再开辟一个字节空间char c : 5; //5 //还剩下3个比特 又开辟一个空间char d : 4; //4
};int main()
{printf(%d\n, sizeof(struct S)); // 3struct S s {0};s.a 10; //10的二进制 1010 但是a位段位3 只能放三位 00000010s.b 12; //1100 1字节变成01100010 十六进制62s.c 3; //0011 00000011 - 03s.d 4; //0100 00000100 - 04//内存中对应62 03 04 return 0;
} 2.2 位段的跨平台问题 int位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。位段中最大位的数目不能确定。16位机器最大1632位机器最大32写成27在16位机器会出问题。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。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但是可以很好的节省空间但是有跨平台的问题存在。 3.枚举 枚举Enum是一种用户定义的数据类型用于表示一组具名的整数常量。枚举允许程序员为不同的值指定有意义的名字使得代码更加清晰和易读。 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
3.1 枚举类型的定义
语法如下
enum enumName {value1,value2,value3,// more values...
};在枚举中enumName 是枚举类型的名称value1, value2, value3, … 是枚举常量。每个常量都隐式地被赋予一个整数值其值默认从0开始递增。当然在定义的时候也可以赋初值。
例如
enum Color//颜色
{RED 1,GREEN 2,BLUE 4
};枚举类型的大小 枚举类型在C语言中的大小取决于编译器的实现和平台的架构。虽然C标准没有规定具体的枚举类型大小但大多数编译器将枚举实现为整数类型通常是int或unsigned int以便能够容纳枚举中定义的所有常量值。 通常情况下枚举类型的大小是整数类型的大小即通常为4个字节32位平台或8个字节64位平台。 3.2 枚举类型的优点
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
#define Red 5
#define Green 7
#define Blue 10
int main(){int num Red;return 0;
}define预处理后define命令就消失了替换成了数字 不方便调试
枚举的优点 1.增加代码的可读性和可维护性 2.和#define定义的标识符比较枚举有类型检查更加严谨 3.便于调试 4.使用方便一次可以定义多个常量 5.防止命名污染(封装) 3.3 枚举的使用
enum Color {//枚举的可能取值//每一个可能的取值是常量Red,Green,Blue//Red 5//Red 9//Red 10
};int main() { enum Color color Blue; //只能拿枚举常量给枚举变量赋值才不会出现类型的差异。//enum Color color 5; //C语言支持 C会有警告//Red 2; //常量不可修改int num Red;printf(%d\n, num); //0printf(%d\n, Red); //0printf(%d\n, Green); //1printf(%d\n, Blue); //2int sum Red Blue; //可以相加但是有些编译器不支持printf(%d\n, sum); //2printf(%d\n, sizeof(enum Color));//VS中为4return 0;
}注意枚举常量不可修改
4.联合体(共用体) 联合体Union是一种特殊的数据类型允许在同一块内存空间中存储不同类型的数据。与结构体不同联合体的成员共享同一块内存但每次只有一个成员是有效的。联合体的大小取决于其成员中最大的成员大小。 定义联合体的语法如下
union unionName {memberType member1;memberType member2;// more members...
};在联合体中unionName 是联合体类型的名称member1, member2, … 是联合体的成员。每个成员都可以是不同的数据类型但它们共享相同的内存空间。
4.1 联合体的特点 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。 实例如下
#include stdio.h
union Un {char c;int i;double d;
};int main() {union Un un;printf(%p\n, un); //000000000061FE18printf(%p\n, (un.c));//000000000061FE18printf(%p\n, (un.i));//000000000061FE18printf(%p\n, (un.d));//000000000061FE18//地址相同printf(%d\n, sizeof(union Un));//8个字节return 0;
}下面输出的结果是什么
un.i 0x11223344;
un.c 0x55;
printf(%x\n, un.i); 结果11223355
在这个代码中首先将0x11223344赋给了un.i这将整数的所有4个字节设置为十六进制的11 22 33 44。然后将0x55赋给了un.c这只会将整数的第一个字节设置为十六进制的55。由于整数的第一个字节先前已设置为11因此在赋值后它变为了55。因此当打印出un.i的值时它将等于十六进制的11223355。
4.2 联合体大小计算 联合体的大小取决于它包含的成员中最大的数据类型的大小。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 Un {char arr[5];//5 对齐数为1int i; //4
};union Un1 {short s[7];//14int i; //4
};int main() {printf(%zu\n, sizeof(union Un)); //联合体大小为5对齐4的倍数为8printf(%zu\n, sizeof(union Un1));//联合体大小为14对齐4的倍数为16return 0;
}4.3 联合体求大小端
一个数值存储时需要的内存空间只要超过1个字节就涉及顺序的问题
0x 11 22 33 44
联合体求大小端
int check_sys() {union {char c;int i;} u;u.i 1; //联合体公用一块空间 i的空间小端存储为 01 00 00 00return u.c;//return返回 c c为1个字节 就是1 如果是大端返回0
}int main() {int ret check_sys;if (ret 1)printf(小端\n);elseprintf(大端\n);
}成员中最大的数据类型的大小。 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 Un {char arr[5];//5 对齐数为1int i; //4
};union Un1 {short s[7];//14int i; //4
};int main() {printf(%zu\n, sizeof(union Un)); //联合体大小为5对齐4的倍数为8printf(%zu\n, sizeof(union Un1));//联合体大小为14对齐4的倍数为16return 0;
}4.3 联合体求大小端
一个数值存储时需要的内存空间只要超过1个字节就涉及顺序的问题
0x 11 22 33 44
联合体求大小端
int check_sys() {union {char c;int i;} u;u.i 1; //联合体公用一块空间 i的空间小端存储为 01 00 00 00return u.c;//return返回 c c为1个字节 就是1 如果是大端返回0
}int main() {int ret check_sys;if (ret 1)printf(小端\n);elseprintf(大端\n);
}
