【总结】C++与C#中的struct结构体

C++结构体

支持继承，甚至可以多继承，虚继承，多态，重载运算符，模板，定义友元函数，友元类等。

 

C++ 结构体和类区别

• 和C不一样，C++结构体可以有成员函数、构造函数、继承和多态，相比C增加了很多功能
• 默认public，无论是继承还是修饰变量（本质区别），这点和class，C#都不同

struct B : A。继承默认是public的，而class默认是private的

• struct可以继承class，同样class也可以继承struct，那么默认的继承访问权限是看子类到底是用的struct还是class

你可以将程序里所有的class全部替换成struct，它依旧可以很正常的运行

• 关键字“struct”不能用于定义模板参数，而class可以
• 结构体没有默认构造函数，所以没有定义构造函数时可以使用 ={ } 初始化列表赋值public变量
• 思想： struct更适合看成是一个数据结构的实现体，class更适合看成是一个对象的实现体。

 

结构体对象所占的空间大小

字节对齐：每个成员前面的字节数（即成员地址）需要是自身大小的倍数 。即当前成员的偏移量（起始位置）必须是成员变量大小的整数倍，不是的话在后面填充字节。

字节对齐的目的是让计算机快速读写，是一个以空间换取时间的方式。

 

内存补齐：结构体大小必须是最大成员的倍数。不是的话还要填充。

1. 32位机中，如果成员大于4字节则以4字节整数倍为基准对齐；64位机中则以8字节作为基数上限。
2. 补齐是为了让这个结构体定义的数组变量时候，数组内部，也同样满足内存对齐的要求。

#pragma pack(n) 表示默认以n字节对齐（上限），若某变量（如int）的字节大于n，则以n的倍数对齐，内存补齐同理

 

例题1：

sizeof （64位机）

struct st_t {

    int status;

    short *pdata;

    char errstr[32];

};

注意64位机指针占8个字节，而且要补齐4个字节，所以4+8+32+4=48

 

例题2：

64位机上，一个结构体有三个成员，分别是char、int、short类型，三个成员位于结构体中不同位置时整个结构体的大小可能是哪些值？

三个数据，一共6种排列：

int 4B   char 1B   short 2B

根据内存对齐原则：

1. char int short   char1 + 空3 + int4 + short2 + 空2 = 12

2. char short int   char1 + 空1 + short2 + int4 = 8

3. int short char   int4 + short2 + char1 + 空1 = 8

4. int char short   int4 + char1 + 空1 + short2 = 8

5. short int char   short2 + 空2 + int4 + char1 + 空3 = 12

6. short char int   short2 + char1 + 空1 + int4 = 8

 

 

C#结构体

与C++结构体区别

默认访问权限为 private

struct是值类型，其实例在栈上分配内存

class是引用类型，其实例在堆上分配内存

 

比如 int 是结构体int32的关键字，所以是值类型。 是从System.ValueType继承的，但是只有他们装箱（boxing）的引用类型是从这里继承的，他们的值类型不是从任何地方继承的，就是.net的内部类型。

System.ValueType是从System.Object继承的。你用了struct关键字，就表明了System.ValueType的继承关系，无需指明。

 

所有结构体都继承ValueType父类,结构体不能被其它类继承。

结构体可以实现接口，却不能继承其他的class

因为值类型不能继承类类型

 

结构体定义

关于C++中结构体的定义声明，我用一段代码来演示吧。

       // 类型别名:为现有类型创建别名
       typedef int in;
       // 这里是定义结构体的同时用typedef取了个叫Stu的别名
       typedef struct Student
       {
              string name;
       }Stu;
       // 还可以用using声明别名
       using init = int;
       in i = 0;
       // 结构体对象的几种构造方式
       Stu s1{ "xx" };
       Student s2{ "ss" };          // 在C语言中你不能使用这种构造方式。。
       struct Student s3();  // 在C语言中，Stu视为struct Student
       init j = 0;
       // decltype可以获得对象或函数返回值的类型，从而进行一些操作。但是这不是反射，这是编译时获取的类型
       decltype(s1) type = s2;

以上代码表明了C++和C中定义结构体变量的区别

C语言通常用typedef或struct Student的方式定义

C++中你可以用using别名，Student直接定义

C#中，和类差不多

共用体

定义：union name { };

共用体的作用就是不同的类型的变量共享同一个地址，好处是节省开销，缺点是同一时刻仅仅能存储一个成员。

 

共用体的大小是所有成员中占内存最大的那个，初始化时只能有一个常量。

• 共用体不能同时引用几个成员，他只能用上一次赋值过的那个成员，其他成员都被覆盖掉了
• 共用体变量不能初始化
• 共用体变量不能作为函数参数（指针可以）
• 大小端模式（这个有兴趣可以了解）

 

例题：

下列代码的输出结果有可能是哪些

#include<stdint.h>

#include<stdio.h>

union X

{

    int32_t a;

    struct

    {

        int16_t b;

        int16_t c;

    };

};

int main(){

    X x;

    x.a=0x20150810;

    printf("%x,%x ",x.b,x.c);

    return 0;

}

答：2015,810 或 810,2015

 

0x20150810 如果按照大端模式存储（和阅读习惯一致）：从低地址到高地址：20 15 08 10

                                  输出从低地址到高地址：20 15 08 10

如果按照小端模式存储：从低地址到高地址：10 08 15 20 

                                  输出从高地址到低地址：08 10 20 15