结构体对齐
Q1：为什么存在内存对齐？
a.平台问题。不是所有的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得某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
b.性能问题。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；而对齐的内存仅需要一次访问。
Q2：结构体对齐的原则：
a.第一个成员在结构体变量偏移量为0的地址处。
b.其他成员变量要对齐到该成员对齐数的整数倍地址处。[ 对齐数 = min (成员大小，编译器默认对齐数) ]
---------- vs默认对齐数为8，Linux默认对齐数为4。------------
c.结构体的总大小为最大对齐数 [ max(各个成员变量的对齐数) ] 的整数倍。
d./ 结构体嵌套 / 如果结构体成员变量含有结构体 ，嵌套的结构体对齐到自己各个成员变量中最大对齐数的整数倍处地址。结构体的整体大小就是所有对齐数（含嵌套结构体的所有对齐数）中最大对齐数的整数倍。
struct S1
{
char c1; //第一个成员在结构体偏移量为0的地址处。成员大小为1，编译器默认对齐数8，取对齐数为较小数1
int i;//其他成员放在对齐数整数倍的地址处。成员大小4，默认对齐数8，取对齐数4。
char c2;//成员大小1，默认对齐数8，取对齐数1。
};
S1.png
struct S2
{
char c1;//1 默认8 取1
char c2;//1 默认8 取1
int i;//4 默认8 取4
};
S2.png
struct S3
{
double d;//8 8 取8
char c;//1 8 取1
int i;//4 8 取4
};
S3.png
//结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;//1 默认8 放在0偏移量处
struct S3 s3;//结构体大小16 结构体所有成员中最大对齐数8 默认8 取8
double d;//8 默认8 取8
};
结构体嵌套.png
代码：
#define _CRT_SECURE_N0_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;//1 默认8 取1
char c2;//1 默认8 取1
int i;//4 默认8 取4
};
struct S3
{
double d;
char c;
int i;
};
//结构体嵌套问题
struct S4
{
char c1;//1 默认8 放在0偏移量处
struct S3 s3;//结构体大小16 结构体所有成员中最大对齐数8 默认8 取8
double d;//8 默认8 取8
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
system("pause");
return 0;
}
结构体内存对齐.png
位段
位段的声明和结构是相似的，有两个不同：
1.位段的成员必须是int,unsigned int,或者signed int. char。
2.位段的成员名后面有一个冒号和一个数字。
跨平台问题：
1.int位段是有符号数还是无符号数不确定。
2.位段中最大位的数目不能确定。
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没有定义。
4.当一个结构体中包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳第一个位段剩余的位时，舍弃还是利用剩余位是不确定的。
代码：
#define _CRT_SECURE_N0_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct A
{
int a : 2;//开辟4个字节==32个比特位，占2个 余30
int b : 5;//占5个 余25
int c : 10;//占10个 余15
int d : 30;//余下15个比特位不足以存储d，新开辟4个字节存储d
//之前15个比特位在vs编译器下浪费掉。
};
int main()
{
printf("%d\n",sizeof(struct A));
}
位段.png
枚举
枚举顾名思义就是一一列举。
enum Day//星期
{
Mon,
Tues,
Wed,
Thur,
Fri,
Sat,
Sun
};
enum Sex//性别
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
enum Color//颜色
{
RED,
GREEN,
BLUE
};
enum !#$% 枚举类型 。
{}中的内容是枚举类型的可能取值，也叫枚举常量。枚举常量不可更改。
枚举常量的取值默认从0开始，依次递增，也可在定义时赋初值。
举个栗子：
enum Color//颜色
{
RED=1,
GREEN=2,
BLUE=4
};
枚举的优点：
1.增强代码的可读性和可维护性。
2.枚举有类型检查，更加严谨。
3.防止命名污染。
4.便于调试。
5.使用方便，一次可以定义多个常量。
联合（共用体）
联合定义的变量包含一系列的成员，特征是这些成员公用同一块空间。
#define _CRT_SECURE_N0_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
union UN
{
char c;
int i;
};
int main()
{
union UN un;
printf("%d\n",sizeof(un));
return 0;
}
联合图示.png
运行结果：
联合.png
联合大小的计算：
1.联合的大小至少是最大成员的大小。
2.当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时，就要对齐到最大成员的整数倍。
练习
#define _CRT_SECURE_N0_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
union UN1
{
char c[5];//5
int i;//4 取最大成员大小5，对齐到最大对齐数4的整数倍8处
};
union UN2
{
short c[7];//14 取最大成员14，对齐到最大对齐数4的整数倍16处
int i;//4
};
int main()
{
union UN1 un1;
union UN2 un2;
printf("%d\n", sizeof(un1));
printf("%d\n", sizeof(un2));
return 0;
}
练习.png
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