结构体变量的定义和初始化、结构体内存对齐——《初学C语言第44天》

//////5.——————结构体变量的定义和初始化

////——定义

////方式1

//struct Point

//{

// int x;

// int y;

//}p1;//声明类型的同时定义变量p1

////方式2

//struct Point

//{

// int x;

// int y;

//};

//int main()

//{

// struct Point p2;//定义结构体变量p2

// return 0;

//}

////——初始化

////定义变量的同时赋初始值

//struct Point p3={x,y};

////或

//struct Stu//类型声明

//{

// char name[20];

// int age[5];

//}s1 = {"wangkai",22};//初始化

//int main()

//{

// struct Stu s2 = {"zahngjie",20};//初始化

// return 0;

//}

////嵌套结构体的声明

//#include<stdio.h>

//struct Point

//{

// int n;

// char ch;

//};

//struct score

//{

// int n;

// char ch;

//};

//struct Stu

//{

// char name[20];

// int age;

// struct score s;

//};

//int main()

//{

// struct Point p2 = {3,4};

// struct Stu s1 = { "zhangsan",22,{100,'q'}};

// //s1里包含s，初始化s1时，由于s也是结构体，且结构体初始化要用{}，所以{}嵌套初始化

// printf("%s %d %d %c\n",s1.name,s1.age,s1.s.n,s1.s.ch);

// return 0;

//}

//////6.————结构体内存对齐

////如何计算结构体大小？

////首先得掌握结构体的对齐规则：（需画图）

////1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。偏移量为整数

////2. 其他成员变量要对齐到对齐数的整数倍的地址处（可以是1倍）。

////    对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小中的较小值。（VS中默认的对齐数为8,gcc编译器无对齐数）

////     编译器无对齐数默认值时，对齐数就用该成员的对齐数

////3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量的对齐数进行比较得出的最大的数）的整数倍。

////4. 如果处于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（不可占用已被使用的对齐数（偏移量）），

////   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。

////偏移量计算方法：// 借助宏（macor）,头文件为：<stddef.h>

////offsetof()——offsetof(type,member)：可以返回一个结构体成员在这个类型（type）创建的变量中的偏移量

//#include<stdio.h>

//#include<stddef.h>

//struct S1

//{

// char c1;

// int i;

// char c2;

//};

//struct S2

//{

// char c1;

// char c2;

// int i;

//};

//int main()

//{

// struct S1 s1;

// struct S2 s2;

// printf("%d\n",offsetof(struct S1,c1));//0

// printf("%d\n", offsetof(struct S1, c2));//8

// printf("%d\n", offsetof(struct S1, i));//4

// printf("%d\n",sizeof(struct S1));//12

// printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8

// return 0;

//}

////——含嵌套结构体的结构体怎么计算大小？

//struct S1

//{

// char n;

// int b;

// char m;

//};

//struct S2

//{

// char c;

// char k;

// int a;

//};

//struct S3

//{

// double a;

// char b;

// int c;

//};

//struct S4

//{

// char c1;

// struct S3 s3;//嵌套一个结构体

// int i;

//};

//int main()

//{

// printf("%d\n",sizeof(struct S4));

// return 0;

//}

////////为什么存在内存对齐?

////1. 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（对其边界：对齐数的整数倍）。

////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。

////(假设在32位的环境下，总共为4字节，4*8个比特位。并且计算机一次可以读写4个字节的内容。)

////举例说明：

//struct S1

//{

// char c;//占一个字节

// int i;//占四个字节

// int n;//占四个字节

//};

////由于每次访问四个字节，所以我们考虑两种存放方法：每个数字便是一次访问，每次四个字节，@：表示空白位置

////1.未对齐的存放（紧挨着存放，节省空间，但是浪费时间）：             1.c i1 i2 i3    2.i4 n1 n2 n3  3.n4 @  @  @

////2.已对齐的存放（按照结构体内存对齐要求存放,浪费空间，但节省时间）：1.c @   @  @    2.i1 i2 i3 i4  3.n1 n2 n3 n4

////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。

//struct S1

//{

// char c1;

// int i;

// char c2;

//};

//struct S2

//{

// char c1;

// char c2;

// int i;

//};

////s2更加节省空间