经验技巧8-1 结构体变量的存储长度
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结构体变量及数组结构体变量和数组是在C语言中用于存储和操作数据的重要工具。
结构体变量是一种用户自定义的数据类型,它可以包含多个不同类型的成员,用于表示实际世界中的实体。
数组是一种由相同类型的元素组成的有序集合,用于存储和处理大量相似的数据。
首先,让我们来看一下结构体变量。
结构体变量由多个成员组成,每个成员可以是不同类型的数据。
我们可以根据需要定义不同的结构体变量,并为其成员分配不同的值。
结构体变量的定义如下:```struct studentchar name[20];int age;float score;};```在这个例子中,我们定义了一个名为student的结构体变量,它包含了三个成员。
成员name是一个字符数组,用于存储学生的名字;成员age是一个整型变量,用于存储学生的年龄;成员score是一个浮点型变量,用于存储学生的成绩。
我们可以根据需要为这些成员分配值,如下所示:```struct student s;strcpy(, "Tom");s.age = 18;s.score = 90.5;```上述代码中,我们首先创建了一个名为s的结构体变量,然后使用strcpy函数为成员name分配了一个字符串值,使用赋值语句给成员age 和score分配了整型和浮点型的值。
我们可以使用结构体变量的成员操作符"."来访问和修改结构体变量的成员值。
除了单个结构体变量,我们还可以使用数组来存储多个结构体变量。
下面是一个存储多个学生信息的例子:```struct student s[3];strcpy(s[0].name, "Tom");s[0].age = 18;s[0].score = 90.5;strcpy(s[1].name, "John");s[1].age = 19;s[1].score = 85.0;strcpy(s[2].name, "Lisa");s[2].age = 20;s[2].score = 95.5;```在这个例子中,我们定义了一个大小为3的结构体变量数组s,用于存储学生的信息。
第8章位运算C语言是为描述系统而设计的,与其它高级语言相比,它的一个重要特点是具有汇编语言的功能,这主要表现在C语言提供了特有的位运算功能。
8.1 位运算概念C语言的位运算是指在C语言中能进行二进制位的运算。
位运算包括位逻辑运算和移位运算,位逻辑运算能够方便地设置或屏蔽内存中某个字节的一位或几位,也可以对两个数按位相加等;移位运算可以对内存中某个二进制数左移或右移几位等。
为了表示数值,可以采用不同的方法,一般有:原码、反码和补码。
计算机内部是以补码形式存放数值的。
8.2 位运算符C语言提供了六种位运算,如表8-1所示。
表8-1 位运算符及含义说明:1.位运算量a,b只能是整型或字符型的数据,不能为实型数据。
2.位运算符中除按位取反运算符~为单目运算符外,其它均为双目运算符,即要求运算符的两侧各有一个运算量。
8.2.1位逻辑运算符假设a,b为整型的数据,并且设a=123(等于二进制数00000000001111011),b=152(等于二进制数00000000010011000)1.“按位与”运算符&运算规则:参加运算的两个运算量,如果两个数相应位的值都是1,则该位的结果值为1,否则为0。
即:0 & 0 =0;0 & 1 =0;1 & 0 =0;1 & 1 =1。
【例8-1】a的补码:00000000001111011b的补码:00000000010011000& ————————结果的补码:00000000000011000即:a&b=0x18。
2.“按位或”运算符|运算规则:参加运算的两个运算量,如果两个数相应位的值都是0,则该位的结果值为0,否则为1。
即:0 | 0 =0;0 | 1 =1;1 | 0 =1;1 | 1 =1【例8-2】a的补码:00000000001111011b的补码:00000000010011000| ————————结果的补码:00000000011111011即:a|b=0xfb。
一.为什么引入结构体:当一个数据比较复杂,由多个信息进行描述,这个为了将多个信息封装成一个整体,用一个变量进行存储,我们引入结构类型。
结构类型是一个自定义类型。
没有固定的类型名存在。
需要我们根据数据的本身的特征,先定义结构体类型,然后用这个定义的结构体类型定义变量,用该变量存放我们的数据。
二.结构体变量的使用过程:1.定义结构体类型结构体类型定义的一般形式:struct结构体名{成员变量的定义};例如:structstudent{intnum;charname[10];};2.用定义好的结构体类型定义变量students1;3.用结构体变量存放数据s1.num=1001;cin>>;cout<<s1.num<<endl;cout<<<<endl;注意:I.struce关键字,后面表示结构体类型的名字(必须是一个合法的标识符)。
2.结构体类型定义的结束以分号作为结束。
3.结构体中间成员变量的定义,就是定义变量,这些变量用来存放数据的多个信息。
4.当用结构体类型定义变量的时候,该变量被分配空间,其空间的大小由构成该变量的各个成员所占用的空间大小的和决定。
5.结构体变量的使用,不能整体进行输入或输出,只能按照每个成员的方式进行访问。
成员的访问方式:.成员引用运算符结构体变量成员引用的一般形式:结构体变量.成员变量的名字students1,s2;具有相同类型的结构体变量之间可以相互赋值cin>>s1.num;cin>>;s2=s1;例题:#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){structstudent{intnum;charname[18];floatsjjg;floatdl;floatmath;floattotal;};students1;cin>>s1.num;cin>>;cin>>s1.sjjg>>s1.dl>>s1.math;s1.total=s1.sjjg+s1.dl+s1.math;cout<<s1.num<<""<<<<""<<s1.total<<endl;;return0;}三.结构体类型作函数的参数:结构体类型的定义也是有有效区间的,所以我们一般在函数体外,在程序开始的位置定义结构体类型,还可以在另一个文件中定义结构体(.h),在使用该结构体类型的文件中用#include将该头文件包含进去。
C语⾔结构体内存对齐详解⽬录实例⼀:分析:存储结构图如下实例⼆:分析:存储结构如下实例三:分析:存储结构如下实例四:分析:存储结构图如下总结1、结构体内存对齐是指当我们创建⼀个结构体变量时,会向内存申请所需的空间,⽤来存储结构体成员的内容。
我们可以将其理解为结构体成员会按照特定的规则来存储数据内容。
2、结构体的对齐规则(1)第⼀个成员在相⽐于结构体变量存储起始位置偏移量为0的地址处。
(2)从第⼆个成员开始,在其⾃⾝对齐数的整数倍开始存储(对齐数=编译器默认对齐数和成员字节⼤⼩的最⼩值,VS编译器默认对齐数为8)。
(3)结构体变量所⽤总空间⼤⼩是成员中最⼤对齐数的整数倍。
(4)当遇到嵌套结构体的情况,嵌套结构体对齐到其⾃⾝成员最⼤对齐数的整数倍,结构体的⼤⼩为当下成员最⼤对齐数的整数倍。
3、了解了结构体的对齐规则后,我们通过实战来巩固(实例⼀⾄实例三同类,请细品实例四)实例⼀:分析:存储结构图如下红⾊填充内存为结构体成员a,因其为char类型且是第⼀个成员,由规则(1)可得如下;橙⾊填充为结构体成员b,因其为int 类型且不是第⼀个成员,由规则(2)可得如下;绿⾊填充为结构体成员c,因其为char类型且不是第⼀个成员,由规则(2)(3)可得如下;画红叉内存位置属于因对齐造成的浪费内存。
实例⼆:分析:存储结构如下红⾊填充内存为结构体成员a,因其为char类型且是第⼀个成员,由规则(1)可得如下;橙⾊填充为结构体成员b,因其为char类型且不是第⼀个成员,由规则(2)可得如下;绿⾊填充为结构体成员c,因其为int类型且不是第⼀个成员,由规则(2)(3)可得如下;画红叉内存位置属于因对齐造成的浪费内存。
实例三:分析:存储结构如下红⾊填充内存为结构体成员a,因其为double类型且是第⼀个成员,由规则(1)可得如下;橙⾊填充为结构体成员b,因其为char类型且不是第⼀个成员,由规则(2)可得如下;绿⾊填充为结构体成员c,因其为int类型且不是第⼀个成员,由规则(2)(3)可得如下;画红叉内存位置属于因对齐造成的浪费内存。
嵌入式c高级技巧今天来聊聊嵌入式C高级技巧的一些实用技巧,可都是我自己在实际项目中摸索总结出来的哦。
先来说说这个结构体对齐(struct alignment)的技巧吧。
记得我刚接手一个项目的时候,要和硬件那边进行数据交互。
我定义了一个结构体来存储相关数据,当时没太在意结构体成员的顺序。
结果数据传输就老是出错,可把我急得像热锅上的蚂蚁。
后来我才发现,原来是结构体对齐的问题。
比如说,在某些硬件平台下,处理器对于不同类型数据的存储地址有对齐要求。
如果把一个占据8字节的double型变量跟在一个1字节的char型变量后面的话,中间可能就会出现填充(padding),这就导致在和硬件对接数据时顺序和长度对不上了。
这就好比把不同大小的东西放在一个箱子里,如果不按照一定顺序放,箱子的空间就会浪费而且可能东西还放不稳。
从那时候起,我就知道了定义结构体的时候,要按照类型大小从大到小的顺序来排列成员变量。
这样做的好处就是,可以避免结构体内部数据存储的“七扭八歪”,让数据传输效率更高。
不过这个技巧也是有局限性的,如果在跨平台开发中,不同平台对于对齐的要求可能不一样。
如果遇到这种情况,可以借助预处理指令来进行特殊处理,像pragma pack这种,这样就可以更精确地控制结构体的对齐。
对了,还有个事儿要说。
像函数指针(function pointer)在嵌入式C里也是非常有用的高级技巧。
有一次我们要做一个任务调度系统,不同的任务有不同的处理函数。
要是按照常规来写,代码会很冗杂。
这个时候函数指针就派上用场了。
就像是给每个任务都分配了一个超小的领航员,每个领航员都知道他所负责的任务的处理之道。
你定义一系列的函数指针数组,然后根据任务的状态来调用不同的函数。
但是要注意的地方是,函数指针如果用不好,比如函数签名不匹配,就很容易就引发一些难以排查的Bug。
我一开始就总是犯这种错误,搞得程序老是出莫名其妙的问题,就像你出门总是穿错鞋子一样难受。
c语言结构体数组传参-回复C语言结构体数组传参结构体数组是C语言中常用的数据类型,它能够存储一组相关的数据,并且可以方便地传递给函数进行处理。
本篇文章将从介绍结构体数组的定义开始,逐步详解结构体数组的传参方法和使用技巧。
一、结构体数组的定义结构体是一种用户自定义的数据类型,它能够将多个不同类型的变量组合成为一个整体。
结构体数组是由多个相同类型的结构体变量组成的数组。
在C语言中,可以通过如下方式定义一个结构体数组:cstruct student {int id;char name[20];int age;} stuArr[100];上述代码定义了一个结构体数组stuArr,其中每个元素都是一个包含id、name和age三个成员变量的结构体变量。
stuArr的长度为100,即可以存储100个学生的信息。
二、结构体数组的传参结构体数组作为函数的参数时,可以通过值传递或指针传递的方式进行。
1. 值传递方式值传递是将结构体数组的副本传递给函数,函数对副本的修改不会影响到原数组。
cvoid printStudents(struct student arr[], int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {printf("ID: d\n", arr[i].id);printf("Name: s\n", arr[i].name);printf("Age: d\n", arr[i].age);}}int main() {struct student stuArr[3] = {{1001, "Tom", 18},{1002, "Jerry", 19},{1003, "Alice", 20}};printStudents(stuArr, 3);return 0;}上述代码中,printStudents函数接收一个结构体数组和数组的长度作为参数,遍历数组并打印每个学生的信息。
《C语言程序设计基础》课程教学大纲一、课程性质、地位和任务《C语言程序设计基础》是计算机类、电子信息类、自动化类等专业必修的基础课程。
C语言具有简洁、类型丰富、结构完整、表达力强、直接操作内存单元、适用于模块化结构等特点,由于它的显著优点,C语言成为许多学校学生学习编程的入门课程。
并且是数据结构、Java、python、单片机等课程的先导课程。
课程的主要任务是引导学生进入精彩的计算机世界,掌握程序设计思维、过程和技巧。
培养学生动手解决问题的能力和创新精神。
二、教学目标及要求通过理论和实践教学,使学生较好地掌握程序设计的基本知识和结构化编程的思想和方法;能够独立或者与其他人合作编写较为复杂的程序;具备初步的程序设计能力,能够灵活运用模块化思想将复杂问题逐步分解,并且编写出相应的程序解决问题。
三、教学内容及安排第一章 C语言概述(2学时)教学目标:掌握C程序的基本结构、熟悉C语言集成开发环境、了解C语言学习方法。
教学内容:1 程序与程序设计语言2 C语言概述3 C语言学习方法4 C语言集成开发环境5 项目介绍6 C语言程序基本结构第二章数据类型、运算符和表达式(4学时)教学目标:掌握数据类型的概念、基本数据类型、变量的定义与使用。
教学内容:1数据类型概述2 常量与变量3 基本数据类型4 运算符、表达式与语句5不同数据类型之间的转换第三章选择结构(4学时)教学目标:掌握关系、逻辑表达式的用法,掌握选择语句的用法。
教学内容:1 关系运算符与关系表达式2 逻辑运算符与逻辑表达式3 if语句4 switch语句5 案例分析第四章循环结构(4学时)教学目标:掌握程序设计中循环的四个要素,掌握for,while,do-while语句的用法,了解break,continue在循环语句中的作用。
教学内容:1 循环结构简介2 while语句3 do-while语句4 for语句5 break语句6 continue语句7嵌套语句8应用举例第五章数组(4学时)教学目标:理解数组的概念,掌握数组的定义和引用。
C语言中各数据类型的存储空间长度1. 引言C语言是一种广泛应用的高级编程语言,它提供了丰富的数据类型用于存储和操作数据。
每个数据类型在内存中占用的存储空间长度是程序员需要了解的重要知识之一。
本文将详细介绍C语言中各数据类型的存储空间长度。
2. 基本数据类型C语言提供了几种基本数据类型,包括整型、浮点型和字符型。
下面是它们在内存中的存储空间长度:2.1 整型整型数据类型用于存储整数值。
C语言提供了不同长度的整型数据类型,包括char、short、int、long和long long。
它们在内存中的存储空间长度如下:•char:1字节•short:2字节•int:4字节•long:4字节•long long:8字节2.2 浮点型浮点型数据类型用于存储浮点数值。
C语言提供了两种浮点型数据类型,分别是float和double。
它们在内存中的存储空间长度如下:•float:4字节•double:8字节2.3 字符型字符型数据类型用于存储单个字符。
C语言提供了char数据类型来表示字符。
它在内存中的存储空间长度为1字节。
3. 限定符和修饰符除了基本数据类型外,C语言还提供了一些限定符和修饰符,用于扩展数据类型的表示范围和存储空间长度。
3.1 signed和unsignedsigned和unsigned限定符用于表示有符号和无符号的整型数据类型。
默认情况下,int类型是有符号的。
使用signed修饰符可以明确指定有符号的整型类型。
而使用unsigned修饰符可以明确指定无符号的整型类型。
3.2 short和longshort和long修饰符用于调整整型数据类型的存储空间长度。
short修饰符用于缩短整型数据类型的存储空间长度,而long修饰符用于扩展整型数据类型的存储空间长度。
3.3 long longlong long修饰符用于扩展整型数据类型的存储空间长度,它提供了更大范围的整数表示。
4. 枚举类型枚举类型用于定义一组具有离散值的常量。
经验技巧8-1 结构体变量的存储长度
结构体变量的存储长度,跟编译器字节对齐密切相关。
为了使CPU对变量进行快速高效的访问,变量的起始地址应该满足某些特性,即所谓的对齐。
关于字节对齐有两个重要的宏:#pragma pack (n)和#pragma pack。
(1)#pragma pack (n):一般情况下,此宏的作用在于强制编译器以n的倍数进行地址对齐。
(2)#pragma pack:结束前面设置的对齐方式,恢复到编译器默认的对齐方式。
Visual C++默认的字节对齐数为8。
结构体变量中的成员item在结构体中相对于首地址的偏移量应该是X的倍数,X由如下式决定:
X=min(n,sizeof(item)),(item是占字节最大的类型的成员)
【示例1】假设n为8,若有如下定义
struct Test { char c1; char c2; int i;};
struct Test t;
那么在存储结构体变量t的成员i时,X就应该是min(8,sizeof(int))=4的倍数,即i相对于结构体变量首地址的偏移量必须是4的倍数,所以t的大小就应该为8=(2+2+4)字节(在c1和c2后填充了两个字节以满足前述条件)。
而对于struct { char c1; char c2} t;则不会出现填充的的情况,每个成员相对首地址的偏移量也满足是X的倍数(此时X为1),变量t的大小为2字节。
【示例2】若有结构体变量:struct {char c1; double d;} t;,默认情况下结构体变量t占用16=(8+8)字节(在c1后填充7个字节以满足字节对齐)。
如果强制编译器以4字节对齐,即在声明这种结构体变量前有宏定义#pragma pack (4),此时X为4,则此种类型结构体变量占用的内存为12=(4+8)字节。
还有一种特殊情况,就是空结构体。
在Visual C++下其大小为1,即struct{}类型的变量在VC下输出其大小是1,原因就是VC为每个结构体变量分配一个字节的内存,以使该变量有个地址;而在gcc下输出其大小为0。
最后,结构体成员中有结构体变量的情况见下例:
【示例3】若有struct test1 { char c1; int i ; char c2 ;}t1;则X=4,所以t1占用4+4+4=12个字节,那么对于struct test2 { int i; struct test1 t1; char c2; }t2;有X=min{8,max(4,4,1)}=4,所以t2占用4+12+4=20个字节,在确定上述的X时会把t1拆散成基本数据类型来处理,而计算结构体变量t2的大小时又会把t1作为一个整体来对待。
故默认情况下,结构体test2类型变量的大小为:20字节。