C++结构体(struct/typedef)

2024-06-13 12:58
文章标签 c++ 结构 struct typedef

本文主要是介绍C++结构体(struct/typedef),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

定义结构体需要使用关键字struct修饰

struct MyStruct1
{	int a;int c;
};

(重要)下面声明了4个东西,分别是
1.结构体User
2.User指针类型的指针p1
3.User指针类型的指针p3
4.给User起了一个别名叫p2

// 注意p1p3是指针,p2不是
typedef struct User
{char name[6];int  age;
}* p1,p2,*p3;

使用指针偏移的方式对上面结构体赋值(重要)

User u;
p1 p_user = &u;
// ->推导符号表示指针偏移
p_user->age = 5;
p_user->name[0] = 'a';
// *号叫做间接运算符
std::cout << (*p_user).name[0] << std::endl;
std::cout << p_user->name[0] << std::endl;

结构体是一块连续的内存,下面我将定义2个结构体,并打印出他们的大小

struct MyStruct1
{char  a;double b;int c;
};
int main()
{MyStruct1 mys1;// 打印出24std::cout << sizeof(mys1) << "\n";
}

因为结构体的字节对齐特性导致结构体的大小不一样,下面是我自己对字节对齐特性的理解,仅供同行参考,因为每个人有每个人自己的学习方法与理解方式
字节对齐
我定义了一个结构体,如下,因为为了阐述字节对齐这个特性,我觉得上面两个结构体有些复杂,所以下面的结构体用来解释字节对齐

struct MyStruct3
{char  a;//1个字节int c;//4个字节short b;//2个字节
};

MyStruct3在内存中实际是这样的,其中1表示内存中第1个字节,2表示内存中第2个字节,以此类推,12表示内存中的第12个字节
在这里插入图片描述
从图中可以看出,
char a占用了黄色的内存,是4个字节
int c占用了绿色的内存,4个字节
short b占用了浅蓝的内存,4个字节
因为
int4个字节>short2个字节>char1个字节,所以该结构体所有类型都向int看齐
又因为
先定义的char,之后定义的int,之后定义的short
所以从图中可以看出第1排是char,第2排是int,第3排是short

综上两个"因为",所以才出现上述的图,它占用了12个字节

下面我又定义了一个结构体

struct MyStruct4
{int c;//4个字节char  a;//1个字节short b;//2个字节
};

MyStruct4在内存中是下面这样存在的
在这里插入图片描述
其中绿色依然表示int c,黄色表示char a,蓝色表示short b,从图中可知结构体MyStruct4占了8个字节

综上所述,我个人通常会把结构体的"字节对齐",理解成,“根据最长类型的字节补全内存”

但是一个新的问题产生了,为什么要出现字节对齐这种性质呢??
我们回到上面的MyStruct3

struct MyStruct3
{char  a;//1个字节,我依然用黄色表示int c;//4个字节,我依然用绿色表示short b;//2个字节,我依然用蓝色表示
};

现在我们进行几个假设:
假设1不存在字节对齐这个概念
那么MyStruct3在内存中的数据应该是下面这样子的,很简单,就是按照顺序排列呗
在这里插入图片描述
黄色表示char a,可以看出占用1个字节
蓝色表示short b,可以看出占用2个字节
绿色表示int c,可以看出占用4个字节
最后的内存8没有使用到,综上,假设不存在字节对齐这个概念,那么该结构体占用7个字节
接下来,我在假设1的基础上,进行假设2

假设2:CPU一次只读取一个字节
若CPU一次只读取一个字节,这是没有什么问题的,完全不需要字节对齐,因为无论如何,CPU如果一次只读取一个字节,那么某个数据占几个字节,CPU就要读取几次数据,所以,若CPU一次只能读取1个字节,那么就不需要,也没必要存在字节对齐

可是,现在的CPU一次并不是读取一个字节,现代CPU一次都是读取4字节,或者8字节,那么这就出现个问题,根据上面的图,可以看出若一次读取4字节,那么,会读取1234,然而4是int c中的第一个字节,也就是说,这会读取int 前四分之一,后四分之三没有读取到,若是再读int,只能读取后面四分之三,然后将前面四分之一和后面读取的四分之三拼接起来,所以我个人认为字节对齐就是为了避免拆分字(word)的一种行为,因为拆分字之后,再将字组合,会很麻烦

这篇关于C++结构体(struct/typedef)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1057369

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