結構、位域、聯合、列舉之小小總結

weixin_34262482發表於2015-01-10

一、結構:

1.直接舉例說明:

struct point
{
    int x;
    int y;
}pt={32,30};
//point為結構名,可以不寫;pt為一個結構變數,並且被初始化了。

2.需要注意的細節:

1)結構型別定義必須以分號結束。

2)c語言中struct point為結構型別名,定義變數時必須帶上struct;而c++中可以不帶struct,直接用point定義變數。

3)c語言裡結構體內不能定義函式,而c++裡struct與class基本是一個東西,唯有一點不一樣,即struct裡預設變數、函式都是public,而class裡預設是private。

4)對齊模式。結構體內部的各變數在記憶體裡儲存時需要對齊,在指標操作時需要注意。舉個比較好理解的例子就是,

#include<iostream>
using namespace std;

struct i
{
    char s;
    int d;
}p;

int main()
{
    cout<<sizeof(p)<<endl;//結果為8
    return 0;
}

二、位域:

下面轉載一篇部落格,講得很不錯。http://blog.sina.com.cn/s/blog_3d8529400100istl.html

有些資訊在儲存時,並不需要佔用一個完整的位元組, 而只需佔幾個或一個二進位制位。例如在存放一個開關量時,只有0和1 兩種狀態,用一位二進位即可。為了節省儲存空間,並使處理簡便,C語言又提供了一種資料結構,稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域,並說明每個區域的位數。每個域有一個域名,允許在程式中按域名進行操作。 這樣就可以把幾個不同的物件用一個位元組的二進位制位域來表示。
一、位域的定義和位域變數的說明
位域定義與結構定義相仿,其形式為:
struct 位域結構名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式為: 型別說明符 位域名:位域長度
例如:
struct bs
{
    int a:8;
    int b:2;
    int c:6;
};
位域變數的說明與結構變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明,同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如:
struct bs
{
    int a:8;
    int b:2;
    int c:6;
}data;
說明data為bs變數,共佔兩個位元組。其中位域a佔8位,位域b佔2位,位域c佔6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明:
1. 一個位域必須儲存在同一個位元組中,不能跨兩個位元組。如一個位元組所剩空間不夠存放另一位域時,應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。
例如:
struct bs
{
    unsigned a:4;
    unsigned :0;
    unsigned b:4;
    unsigned c:4;
}
在這個位域定義中,a佔第一位元組的4位,後4位填0表示不使用,b從第二位元組開始,佔用
4位,c佔用4位。
2. 由於位域不允許跨兩個位元組,因此位域的長度不能大於一個位元組的長度,也就是說不能超過8位二進位。
3. 位域可以無位域名,這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如:
struct k
{
    int a:1;
    int :2;
    int b:3;
    int c:2;
};
從以上分析可以看出,位域在本質上就是一種結構型別, 不過其成員是按二進位分配的。

二、位域的使用
位域的使用和結構成員的使用相同,其一般形式為:
位域變數名·位域名
位域允許用各種格式輸出。
main(){
    struct bs
        {
             unsigned a:1;
             unsigned b:3;
             unsigned c:4;
        } bit,*pbit;
    bit.a=1;
    bit.b=7;
    bit.c=15;
    printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);
    pbit=&bit;
    pbit->a=0;
    pbit->b&=3;
    pbit->c|=1;
    printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}
上例程式中定義了位域結構bs,三個位域為a,b,c。說明了bs型別的變數bit和指向bs型別的指標變數pbit。這表示位域也是可以使用指標的。程式的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許範圍)程式第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變數bit的地址送給指標變數pbit。第14行用指標方式給位域a重新賦值,賦為0。第15行使用了複合的位運算子"&=",該行相當於:pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值為7,與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進位制值為3)。同樣,程式第16行中使用了複合位運算"|=".之所以要有透析基礎知識這麼個分欄,就是告訴大家重 在細節的道理,粗略的東西誰都懂,修煉內功為高手的必經之路.
前面的內容存在缺陷,具體還要參考如下文章:
C99規定int、unsigned int和bool可以作為位域型別,但編譯器幾乎都對此作了擴充套件,允許其它型別型別的存在。
使用位域的主要目的是壓縮儲存,其大致規則為:
1) 如果相鄰位域欄位的型別相同,且其位寬之和小於型別的sizeof大小,則後面的字
段將緊鄰前一個欄位儲存,直到不能容納為止;
2) 如果相鄰位域欄位的型別相同,但其位寬之和大於型別的sizeof大小,則後面的字
段將從新的儲存單元開始,其偏移量為其型別大小的整數倍;
3) 如果相鄰的位域欄位的型別不同,則各編譯器的具體實現有差異,VC6採取不壓縮方
式,Dev-C++採取壓縮方式;
4) 如果位域欄位之間穿插著非位域欄位,則不進行壓縮;
5) 整個結構體的總大小為最寬基本型別成員大小的整數倍。
typedef struct  AA
{
       unsigned char b1:5;
       unsigned char b2:5;
       unsigned char b3:5;
       unsigned char b4:5;
       unsigned char b5:5;
}AA;

sizeof(AA) = 5; 但實際上只用了25位,即4個位元組,
(1)typedef struct  AA
{
       unsigned int b1:5;
       unsigned int b2:5;
       unsigned int b3:5;
       unsigned int b4:5;
       unsigned int b5:5;
}AA;
 
(2)typedef struct  AA
{
       unsigned int b1:5;
       unsigned int b2:5;
       unsigned int b3:5;
       unsigned int b4:5;
       unsigned int b5:5;
       unsigned int b6:5;
       unsigned int b7:5;
}AA;

(1)是5個成員,按第一條規則,共佔25位,按第五條規則,即sizeof(AA)=4
現把成員加到7個,參考(2),按第一條規則,共佔35位,按第五條規則,即sizeof(AA)=8,
 
再看一個例子:
 struct test1
{
char a:1;
char :2;
long b:3;
char c:2;
};
int len = sizeof(test1);
對於上述例子,len的值應該是12.解釋如下: 
首先以最長的型別位寬做為偏移量,最長的是long型,佔4位,所以不同型別之間應該是4個位元組的偏移,即test1應該是4位元組的整數倍。 
char a:1; //用一個位元組去儲存
char2;  //空域。因為與前面的a的型別相同,而兩個位域的位寬相加仍然少於8位,所以依然用1個位元組表示
long b:3//long型別的位寬是4個位元組,與前面的char型別不同,所以b與a之間偏移4個位元組,它們之間自動補充3個位元組 
char c:2//因為c與b又不同型,以test1中的最長的long型別的位寬進行偏移,所以雖然char只用1個位元組就夠了
//但依然要佔4個位元組。
總共是12位元組。
 
 
///////////////////////
struct s1
  {
  int i: 8;
  int j: 4;
  int a: 3;
  double b;
  };
  struct s2
  {
  int i: 8;
  int j: 4;
  double b;
  int a:3;
  };
  printf("sizeof(s1)= %d\n", sizeof(s1));
  printf("sizeof(s2)= %d\n", sizeof(s2));
  result: 16, 24
  第一個struct s1
  {
  int i: 8;
  int j: 4;
  int a: 3;
  double b;
  };
  理論上是這樣的,首先是i在相對0的位置,佔8位一個位元組,然後,j就在相對一個位元組的位置,由於一個位置的位元組數是4位的倍數,因此不用對齊,就放 在那裡了,然後是a,要在3位的倍數關係的位置上,因此要移一位,在15位的位置上放下,目前總共是18位,折算過來是2位元組2位的樣子,由於 double是8 位元組的,因此要在相對0要是8個位元組的位置上放下,因此從18位開始到8個位元組之間的位置被忽略,直接放在8位元組的位置了,因此,總共是16位元組。

這裡只提一句,就是對於一般的計算機內部結構,位域各成員依次從某位元組的低位起向高位儲存。

三、聯合:

格式可以看下面的例子,需要注意的也就三點:

1.聯合裡的所有成員共用一塊共同的記憶體,一個成員的改變會改變其他所有成員的值。

2.所有成員的首地址相同。

3.對齊方式滿足所有成員。

看例子:

union value
{
    char s[9];
    int n;
    double d;
}data;
//其大小為16.聯合體的大小必須滿足兩個條件:1)大小足夠容納最寬的成員;2)大小能被其包含的所有基本資料型別的大小所整除。

四、列舉:

1.定義列舉型:eg:enum color{black,blue,red,white};

  定義列舉常量:eg:enum color c1;c1=blue;

兩者可以一起:eg:enum color{black,blue,red,white} c1;

2.列舉常量在記憶體裡儲存的是對應的序號,即整數值。換句話說,其本質就是整數值,所以使用方法與整數一致。預設序號從0開始。

定義列舉型別時,可以顯示修改列舉常量的序號。eg:enum color{black,blue,red=5,green};         則black(0),blue(1),red(5),green(6)

3.enum可以作為一個整型資料使用。

如for迴圈:for(cl=black;cl<=white;cl++) {...}

如switch迴圈:

switch(c1) 

{

case black:...

case red:..

...

}

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