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[C++知识库]结构体、枚举、位段、联合

1.结构体为什么存在内存对齐?(结构体和联合体存在对齐存储,位段和枚举不存在对齐存储)

主要有两个原因:

(1)平台原因:并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获取某些特定类型的数据,否则会抛出硬件异常

(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,处理器需要两次内存访问;而对齐的内存仅需要访问一次

内存对齐实际上是以空间换取时间的一种做法,我们在创建结构体的时候应该尽可能将内存小的变量放在前面定义,可以节省一点空间,如下图所示,结构体S1栈12个字节,S2占8个字节

2.默认对齐数

默认对齐数是平台默认的对齐数和结构体成员大小的较小值,另外,默认对齐数是可以改变的

#pragma pack(num)--意思是将对齐数设置成num

对齐规则

(1)第一个成员在于结构体变量偏移量为0 的地址处

(2)其他成员要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍的地址处

(3)默认对齐数=编译器默认的一个对齐数? 与? 该成员大小的较小值---vs2013编译器默认的对齐数是8

(4)结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍(其中每个成员都有一个对齐数)

(5)如果结构体当中嵌套了结构体,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

?3.位段

节省空间(假设一个位段成员只有char型和int型,每次开辟1/4个字节,8/32个比特位,也会有一定的内存浪费)

位段里面全是char型--一次开辟一个字节空间

? ? ? ? ? ? ? 或全是int型--一次开辟4个字节空间

初始化时不能超过8/32,否则会报错

位段跟结构体相比能节省空间,但是有跨平台的问题存在

(1)int位段被当成是有符号数还是无符号数是不确定的

(2)位段中最大的位数不能确定(16位机器上最大是16,32位平台最大是32,写成27,在16位平台上会出问题)

(3)位段中的成员在分配内存时是从左向右分配,还是从右向左分配标准尚未定义

(4)当一个结构包含两个位段,第二个位段较大,无法容纳第一个位段剩余的位时,是舍弃剩余的位还是利用,还是不确定的

位段经常被用于网上传输数据包

4.枚举--enum

枚举的大括号中存放的是枚举常量,即枚举的可能取值,打印的话,默认从0开始,也可以自己赋值

枚举的优点:

(1)可以增加代码的可读性和可维护性

(2)和#define定义的标识符相比,枚举有类型检查,更加严谨

(3)防止了命名污染(封装)

(4)便于调试

(5)使用方便,一次可以定义多个常量

5.联合体? 也叫共用体? union关键字

定义:联合是一种特殊的自定义类型,这种类型定义的变量包含一系列成员,特征是这些成员公用同一块内存空间(所以联合体也叫共用体)

联合体的特点:

(1)联合体的成员共用一块内存空间,一个联合变量的大小至少是最大成员的大小。

(2)联合体的多个成员不能同时使用,因为所处内存空间相同,同时使用会发生冲突。

(3)当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍时,就要对齐到最大对齐数的整数倍。

6.offsetof函数(对齐数)

offsetof函数使用的时候有两个参数,第一个是结构体名字,第二个是要设置的对齐数的成员的名字

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加:2021-09-14 13:08:38  更:2021-09-14 13:10:51 
 
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