C語(yǔ)言是一門(mén)通用計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言,應(yīng)用廣泛。C語(yǔ)言的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一種能以簡(jiǎn)易的方式編譯、處理低級(jí)存儲(chǔ)器、產(chǎn)生少量的機(jī)器碼以及不需要任何運(yùn)行環(huán)境支持便能運(yùn)行的編程語(yǔ)言。
盡管C語(yǔ)言提供了許多低級(jí)處理的功能,但仍然保持著良好跨平臺(tái)的特性,以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格寫(xiě)出的C語(yǔ)言程序可在許多電腦平臺(tái)上進(jìn)行編譯,甚至包含一些嵌入式處理器(單片機(jī)或稱(chēng)MCU)以及超級(jí)電腦等作業(yè)平臺(tái)。
二十世紀(jì)八十年代,為了避免各開(kāi)發(fā)廠商用的C語(yǔ)言語(yǔ)法產(chǎn)生差異,由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局為C語(yǔ)言訂定了一套完整的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)法,稱(chēng)為ANSI C,作為C語(yǔ)言最初的標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)構(gòu)體(struct)是由一系列具有相同類(lèi)型或不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合,叫做結(jié)構(gòu)。
在C語(yǔ)言中,結(jié)構(gòu)體(struct)指的是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是C語(yǔ)言中聚合數(shù)據(jù)類(lèi)型(aggregate data type)的一類(lèi)。結(jié)構(gòu)體可以被聲明為變量、指針或數(shù)組等,用以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)體同時(shí)也是一些元素的集合,這些元素稱(chēng)為結(jié)構(gòu)體的成員(member),且這些成員可以為不同的類(lèi)型,成員一般用名字訪問(wèn)。
c語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體使用
基本定義:結(jié)構(gòu)體,通俗講就像是打包封裝,把一些有共同特征(比如同屬于某一類(lèi)事物的屬性,往往是某種業(yè)務(wù)相關(guān)屬性的聚合)的變量封裝在內(nèi)部,通過(guò)一定方法訪問(wèn)修改內(nèi)部變量。
結(jié)構(gòu)體定義:
第一種:只有結(jié)構(gòu)體定義
[cpp] view plain copystruct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
};
第二種:附加該結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的“結(jié)構(gòu)體變量”的初始化的結(jié)構(gòu)體定義
?。踓pp] view plain copy//直接帶變量名Huqinwei
struct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
}Huqinwei;
也許初期看不習(xí)慣容易困惑,其實(shí)這就相當(dāng)于:
?。踓pp] view plain copystruct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
};
struct stuff Huqinwei;
第三種:如果該結(jié)構(gòu)體你只用一個(gè)變量Huqinwei,而不再需要用
?。踓pp] view plain copystruct stuff yourname;
去定義第二個(gè)變量。
那么,附加變量初始化的結(jié)構(gòu)體定義還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化出第三種:
?。踓pp] view plain copystruct{
char job[20];
int age;
float height;
}Huqinwei;
把結(jié)構(gòu)體名稱(chēng)去掉,這樣更簡(jiǎn)潔,不過(guò)也不能定義其他同結(jié)構(gòu)體變量了——至少我現(xiàn)在沒(méi)掌握這種方法。
結(jié)構(gòu)體變量及其內(nèi)部成員變量的定義及訪問(wèn):
繞口吧?要分清結(jié)構(gòu)體變量和結(jié)構(gòu)體內(nèi)部成員變量的概念。
就像剛才的第二種提到的,結(jié)構(gòu)體變量的聲明可以用:
?。踓pp] view plain copystruct stuff yourname;
其成員變量的定義可以隨聲明進(jìn)行:
[cpp] view plain copystruct stuff Huqinwei = {“manager”,30,185};
也可以考慮結(jié)構(gòu)體之間的賦值:
?。踓pp] view plain copy struct stuff faker = Huqinwei;
//或 struct stuff faker2;
// faker2 = faker;
打印,可見(jiàn)結(jié)構(gòu)體的每一個(gè)成員變量一模一樣
如果不使用上邊兩種方法,那么成員數(shù)組的操作會(huì)稍微麻煩(用for循環(huán)可能好點(diǎn))
[cpp] view plain copyHuqinwei.job[0] = ‘M’;
Huqinwei.job[1] = ‘a(chǎn)’;
Huqinwei.age = 27;
nbsp;Huqinwei.height = 185;
結(jié)構(gòu)體成員變量的訪問(wèn)除了可以借助符號(hào)“。”,還可以用“-》”訪問(wèn)(下邊會(huì)提)。
引用(C++)、指針和數(shù)組:
首先是引用和指針:
?。踓pp] view plain copyint main()
{
struct stuff Huqinwei;
struct stuff &ref = Huqinwei;
ref.age = 100;
printf(“Huqinwei.age is %d\n”,Huqinwei.age);
printf(“ref.age is %d\n”,ref.age);
struct stuff *ptr = &Huqinwei;
ptr-》age = 200;
printf(“Huqinwei.age is %d\n”,Huqinwei.age);
printf(“ptr-》age is %d\n”,Huqinwei.age);
//既然都寫(xiě)了,把指針引用也加上吧
struct stuff *&refToPtr = ptr;
refToPtr-》age = 300;
printf(“Huqinwei.age is %d\n”,Huqinwei.age);
printf(“refToPtr-》age is %d\n”,refToPtr-》age);
}
更正:之前給引用的初始化語(yǔ)句寫(xiě)錯(cuò)了,而且沒(méi)注明引用是純C中沒(méi)有的東西(在這么個(gè)以C為幌子的博客中)。
引用是C++特有的一個(gè)機(jī)制,必須靠編譯器支撐,至于引用轉(zhuǎn)換到C中本質(zhì)是什么,我有個(gè)帖子寫(xiě)過(guò)
結(jié)構(gòu)體也不能免俗,必須有數(shù)組:
[cpp] view plain copystruct test{
int a[3];
int b;
};
//對(duì)于數(shù)組和變量同時(shí)存在的情況,有如下定義方法:
struct test student[3] = {{{66,77,55},0},
{{44,65,33},0},
{{46,99,77},0}};
//特別的,可以簡(jiǎn)化成:
struct test student[3] = {{66,77,55,0},
{44,65,33,0},
{46,99,77,0}};
變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)體
可以變長(zhǎng)的數(shù)組
?。踓pp] view plain copy#include 《stdio.h》
#include 《malloc.h》
#include 《string.h》
typedef struct changeable{
int iCnt;
char pc[0];
}schangeable;
main(){
printf(“size of struct changeable : %d\n”,sizeof(schangeable));
schangeable *pchangeable = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 10*sizeof(char));
printf(“size of pchangeable : %d\n”,sizeof(pchangeable));
schangeable *pchangeable2 = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 20*sizeof(char));
pchangeable2-》iCnt = 20;
printf(“pchangeable2-》iCnt : %d\n”,pchangeable2-》iCnt);
strncpy(pchangeable2-》pc,“hello world”,11);
printf(“%s\n”,pchangeable2-》pc);
printf(“size of pchangeable2 : %d\n”,sizeof(pchangeable2));
}
運(yùn)行結(jié)果
?。踓pp] view plain copysize of struct changeable : 4
size of pchangeable : 4
pchangeable2-》iCnt : 20
hello world
size of pchangeable2 : 4
結(jié)構(gòu)體本身長(zhǎng)度就是一個(gè)int長(zhǎng)度(這個(gè)int值通常只為了表示后邊的數(shù)組長(zhǎng)度),后邊的數(shù)組長(zhǎng)度不計(jì)算在內(nèi),但是該數(shù)組可以直接使用。
?。ㄕf(shuō)后邊是個(gè)指針吧?指針也占長(zhǎng)度!這個(gè)是不占的!原理很簡(jiǎn)單,這個(gè)東西完全是數(shù)組后邊的尾巴,malloc開(kāi)辟的是一片連續(xù)空間。其實(shí)這不應(yīng)該算一個(gè)機(jī)制,感覺(jué)應(yīng)該更像一個(gè)技巧吧)
20160405補(bǔ)充:
非彈性數(shù)組不能用“char a[]”這種形式定義彈性(flexible)變量,必須明確大小。
彈性數(shù)組在結(jié)構(gòu)體中,下面的形式是唯一允許的:
[cpp] view plain copystruct s
{
int a;
char b[] ;
};
順序顛倒會(huì)讓b和a數(shù)據(jù)重合,會(huì)在編譯時(shí)不通過(guò)。
char b[] = “hell”;也不行(C和C++都不行)
少了整型變量a又會(huì)讓整個(gè)結(jié)構(gòu)體長(zhǎng)度為0,compiler不允許編譯通過(guò)!不同的是,其實(shí)C++形式上是允許空結(jié)構(gòu)體的,本質(zhì)上是通過(guò)機(jī)制避免了純空結(jié)構(gòu)體和類(lèi)對(duì)象,自動(dòng)給空結(jié)構(gòu)體對(duì)象分配一個(gè)字節(jié)(sizeof()返回1)方便區(qū)分對(duì)象,避免地址重合!所以呢,C如果有空結(jié)構(gòu)體,定義兩個(gè)(或一打,或干脆一個(gè)數(shù)組)該結(jié)構(gòu)體的變量(對(duì)象),地址是完全一樣的!·?。。。。。。?!調(diào)試看程序運(yùn)行,這些語(yǔ)句其實(shí)都被當(dāng)屁放了,根本沒(méi)有運(yùn)行,沒(méi)有實(shí)際意義,C壓根不支持空結(jié)構(gòu)體這種東西(或者說(shuō)我也沒(méi)想好什么場(chǎng)合有用)
?。踓pp] view plain copystruct s2
{
// char a[] = “hasd” ;
// int c;
};
int main()
{
struct s2 s22;
struct s2 s23;
struct s2 s24;
struct s2 s25;
}
例外的是,C++唯獨(dú)不給帶彈性數(shù)組的結(jié)構(gòu)體分配空間(可能怕和變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)體機(jī)制產(chǎn)生某種沖突,比如大小怎么算):
?。踓pp] view plain copystruct s
{
char b[] ;
};
?。踓pp] view plain copystruct s
{
// char b[] ;
};
C++中兩者是不一樣的,空的結(jié)構(gòu)體反而“大”(sizeof()返回1)
20160321補(bǔ)充:這個(gè)機(jī)制利用了一個(gè)非常重要的特性——數(shù)組和指針的區(qū)別!數(shù)組和指針在很多操作上是一樣的,但是本質(zhì)不一樣。最直觀的,指針可以改指向,數(shù)組不可以,因?yàn)閿?shù)組占用的每一個(gè)內(nèi)存地址都用來(lái)保存變量或者對(duì)象,而指針占用的內(nèi)存地址保存的是一個(gè)地址,數(shù)組沒(méi)有單獨(dú)的保存指向地址的這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)。數(shù)組的位置是固定的,正如指針變量自身的位置也是固定的,改的是指針的值,是指向的目標(biāo)地址,而因?yàn)閿?shù)組不存儲(chǔ)目標(biāo)地址,所以改不了指向。企圖把地址強(qiáng)制賦值給數(shù)組的話,也只是說(shuō)把指針賦值給數(shù)組,類(lèi)型不兼容。
結(jié)構(gòu)體嵌套:
結(jié)構(gòu)體嵌套其實(shí)沒(méi)有太意外的東西,只要遵循一定規(guī)律即可:
?。踓pp] view plain copy//對(duì)于“一錘子買(mǎi)賣(mài)”,只對(duì)最終的結(jié)構(gòu)體變量感興趣,其中A、B也可刪,不過(guò)最好帶著
struct A{
struct B{
int c;
}
b;
}
a;
//使用如下方式訪問(wèn):
a.b.c = 10;
特別的,可以一邊定義結(jié)構(gòu)體B,一邊就使用上:
?。踓pp] view plain copystruct A{
struct B{
int c;
}b;
struct B sb;
}a;
使用方法與測(cè)試:
[cpp] view plain copy a.b.c = 11;
printf(“%d\n”,a.b.c);
a.sb.c = 22;
printf(“%d\n”,a.sb.c);
結(jié)果無(wú)誤。
但是如果嵌套的結(jié)構(gòu)體B是在A內(nèi)部才聲明的,并且沒(méi)定義一個(gè)對(duì)應(yīng)的對(duì)象實(shí)體b,這個(gè)結(jié)構(gòu)體B的大小還是不算進(jìn)結(jié)構(gòu)體A中。
結(jié)構(gòu)體與函數(shù):
關(guān)于傳參,首先:
?。踓pp] view plain copyvoid func(int);
func(a.b.c);
把結(jié)構(gòu)體中的int成員變量當(dāng)做和普通int變量一樣的東西來(lái)使用,是不用腦子就想到的一種方法。
另外兩種就是傳遞副本和指針了 :
?。踓pp] view plain copy//struct A定義同上
//設(shè)立了兩個(gè)函數(shù),分別傳遞struct A結(jié)構(gòu)體和其指針。
void func1(struct A a){
printf(“%d\n”,a.b.c);
}
void func2(struct A* a){
printf(“%d\n”,a-》b.c);
}
main(){
a.b.c = 112;
struct A * pa;
pa = &a;
func1(a);
func2(&a);
func2(pa);
}
占用內(nèi)存空間:
struct結(jié)構(gòu)體,在結(jié)構(gòu)體定義的時(shí)候不能申請(qǐng)內(nèi)存空間,不過(guò)如果是結(jié)構(gòu)體變量,聲明的時(shí)候就可以分配——兩者關(guān)系就像C++的類(lèi)與對(duì)象,對(duì)象才分配內(nèi)存(不過(guò)嚴(yán)格講,作為代碼段,結(jié)構(gòu)體定義部分“.text”真的就不占空間了么?當(dāng)然,這是另外一個(gè)范疇的話題)。
結(jié)構(gòu)體的大小通常(只是通常)是結(jié)構(gòu)體所含變量大小的總和,下面打印輸出上述結(jié)構(gòu)體的size:
?。踓pp] view plain copy printf(“size of struct man:%d\n”,sizeof(struct man));
printf(“size:%d\n”,sizeof(Huqinwei));
結(jié)果毫無(wú)懸念,都是28:分別是char數(shù)組20,int變量4,浮點(diǎn)變量4.
下邊說(shuō)說(shuō)不通常:
對(duì)于結(jié)構(gòu)體中比較小的成員,可能會(huì)被強(qiáng)行對(duì)齊,造成空間的空置,這和讀取內(nèi)存的機(jī)制有關(guān),為了效率。通常32位機(jī)按4字節(jié)對(duì)齊,小于的都當(dāng)4字節(jié),有連續(xù)小于4字節(jié)的,可以不著急對(duì)齊,等到湊夠了整,加上下一個(gè)元素超出一個(gè)對(duì)齊位置,才開(kāi)始調(diào)整,比如3+2或者1+4,后者都需要另起(下邊的結(jié)構(gòu)體大小是8bytes),相關(guān)例子就多了,不贅述。
?。踓pp] view plain copystruct s
{
char a;
short b;
int c;
}
相應(yīng)的,64位機(jī)按8字節(jié)對(duì)齊。不過(guò)對(duì)齊不是絕對(duì)的,用#pragma pack()可以修改對(duì)齊,如果改成1,結(jié)構(gòu)體大小就是實(shí)實(shí)在在的成員變量大小的總和了。
和C++的類(lèi)不一樣,結(jié)構(gòu)體不可以給結(jié)構(gòu)體內(nèi)部變量初始化,。
如下,為錯(cuò)誤示范:
?。踓pp] view plain copy#include《stdio.h》
//直接帶變量名Huqinwei
struct stuff{
// char job[20] = “Programmer”;
// char job[];
// int age = 27;
// float height = 185;
}Huqinwei;
PS:結(jié)構(gòu)體的聲明也要注意位置的,作用域不一樣。
C++的結(jié)構(gòu)體變量的聲明定義和C有略微不同,說(shuō)白了就是更“面向?qū)ο蟆憋L(fēng)格化,要求更低。
評(píng)論