7 struct 和 union

目录

• 1 struct 关键字
• 2 结构体与柔性数组
• 3 union 关键字

1 struct 关键字

• C语言中的 struct 可以看作变量的集合

• 问题：空结构体占用多大内存？

  • Demo

    #include <stdio.h>
    
    struct TS
    {
        
    };
    
    int main()
    {
        struct TS t1,t2;
        
        printf("sizeof(struct TS) = %d
    ",sizeof(struct TS));
        printf("sizeof(t1) = %d
    ,&t1 = %p
    ",sizeof(t1),&t1);
        printf("sizeof(t2) = %d
    ,&t2 = %p
    ",sizeof(t2),&t2);
        
        return 0;
    }
    

  • GCC 编译运行

    sizeof(struct TS) = 0
    sizeof(t1) = 0,&t1 = 0xbfb19e30
    sizeof(t2) = 0,&t2 = 0xbfb19e30
    

  • VS编译：不允许有空结构体的存在

2 结构体与柔性数组

• 柔性数组即数组大小待定的数组

• C 语言中可以由结构体产生柔性数组（带有长度的数组）

• C 语言中结构体的最后一个元素可以是大小未知的数组

• 示例

  • 结构体 SoftArray 中的 array 数组变量仅是一个待使用的标识符，不占用存储空间

  #include <stdio.h>
  struct SoftArray
  {
      int len;      // 标识柔性数组的大小
      int array[];  // 柔性数组
  }
  
  int main()
  {
      printf("sizeof(struct SoftArray) = %d
  ",sizeof(struct SoftArray));  //4
      
      return 0;
  }
  

• 柔性数组的用法

  • array 数组虽然没有指定大小，但可以在使用的时候利用 malloc 函数指定其大小
  

  #include <stdio.h>
  #include <malloc.h>
  
  struct SoftArray
  {
      int len;
      int array[];
  };
  
  //动态创建柔性数组，大小可变
  struct SoftArray* create_soft_array(int size)
  {
      struct SoftArray* ret = NULL;
      
      if( size > 0 )
      {
          ret = (struct SoftArray*)malloc(sizeof(struct SoftArray) + sizeof(int) * size);
          
          ret->len = size;
      }
      
      return ret;
  }
  
  //销毁柔性数组
  void delete_soft_array(struct SoftArray* sa)
  {
      free(sa);
  }
  
  //使用柔性数组，这里只需要传递一个柔性数组地址，而不需要额外传递柔性数组的大小
  void func(struct SoftArray* sa)
  {
      int i = 0;
      
      if( NULL != sa )
      {
          for(i=0; i<sa->len; i++)
          {
              sa->array[i] = i + 1;
          }
      } 
  }
  
  int main()
  {
      int i = 0;
      //创建一个柔性数组，大小为10
      struct SoftArray* sa = create_soft_array(10);
     
      //对柔性数组每个成员进行赋值
      func(sa);
      
      for(i=0; i<sa->len; i++)
      {
          printf("%d,", sa->array[i]);  // 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 
      }
      
      delete_soft_array(sa);
      
      return 0;
  }
  

3 union 关键字

• C 语言中的 union 在语法上与 struct 相似

• union 只分配最大成员的空间，所有成员共享这个空间

  #include <stdio.h>
  struct A
  {
      int a;
      int b;
      int c;
  };
  
  union B
  {
      int a;
      int b;
      int c;
  }
  
  int main()
  {
      printf("%d
  ",sizeof(struct A));  // 12
      printf("%d
  ",sizeof(union B));   // 4
      
      return 0;
  }
  

• union 的使用受系统大小端的影响

  • 小端模式：低地址存储低位数据，大端模式：低地址存储高位数据

  

• 示例：编程判断系统的大小端

  • 小端模式：由于变量 c 只占用一个字节，取出地址中低地址的一个字节，输出 1
  • 大端模式：输出 0

  #include <stdio.h>
  
  int system_mode()
  {
      //最大内存：4字节
      union SM
      {
          int i;
          char c;
      };
  
      union SM sm;
      
      sm.i = 1;
      
      return sm.c;
  }
  
  
  int main()
  {
      printf("System Mode: %d
  ", system_mode());  //1 => 小端模式
      return 0;
  }