当前位置: 首页 > news >正文

【C语言】探讨常见自定义类型的存储形式

🚩纸上得来终觉浅, 绝知此事要躬行。
🌟主页:June-Frost
🚀专栏:C语言

🔥该文章将探讨结构体,位段,共用体的存储形式。

目录:

  • 🌍结构体内存对齐
    • ✉️修改默认对齐数
  • 🌎 位段
  • 🌏联合
  • ❤️ 结语

🌍结构体内存对齐

 结构体(struct)是一种用于存储一组不同类型数据的复合数据类型。为了提高内存访问效率,许多计算机系统对结构体进行内存对齐。内存对齐是一种优化内存访问效率的方式,通过将数据存储在特定的内存地址上,使得CPU的内存访问速度更快。对于一些特定的硬件平台和体系结构,内存对齐的要求是必需的。为了更好的理解,我们可以通过计算结构体的大小引入。

struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
//大小为12
struct S2
{int i;char c1;char c2;
};
//大小为8
struct S3
{char c3;struct S1;char c4;
};
//大小为20

 通过offsetof计算一下结构体(S1)成员相较于结构体起始位置的偏移量,发现分别是0,4,8 。
 这也就意味着S1在内存中的分布是这样的:

 通过上面的现象分析,可以发现结构成员不是按照顺序在内存中连续存放的,而是有一定的对齐规则。

📙结构体内存对齐的规则:

  1. 第一个成员永远存放在与结构体变量偏移量为0的地址处。
  2. 从第二个成员开始,往后的每个成员都要对齐到某个对齐数的整数倍处。

对齐数:结构体成员自身的大小和默认对齐数的较小值。
VS 上默认对齐数是8。
gcc上没有默认对齐数,对齐数就是结构体成员自身的大小。

  1. 结构体的总大小,必须是最大对齐数的整数倍。

最大对齐数:所有成员的对齐数中最大的值。

  1. 如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处。

🔭为什么会有内存对齐呢?

1.平台原因(移植原因):
 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。
2.性能原因:
 数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于,为了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;而对齐的内存访问仅需要一次访问。

总的来说,结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

 所以我们在设计结构体的时候,既要满足对齐,又要节省空间:让占用空间小的成员尽量集中在一起。

struct S1
{char c1;int i;char c2;
};struct S2
{int i;char c1;char c2;
};

这两个结构体的成员一摸一样,但是S1需要12个字节,而S2只需要8个字节。

✉️修改默认对齐数

通过 #pragma 这个预处理指令,就可以改变默认对齐数。
例如:

#include<stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
int main()
{printf("%zd", sizeof(struct S1));//结果为6return 0;
}

🌎 位段

 位段是 C 语言中的一种数据类型,用于将一组数值存储到计算机内存中的二进制位中。位段通常用于在内存节省空间的同时,以一种可读性较高的方式存储多个二进制标志或数据。每个位段可以指定其所占用的二进制位数。

⚠注意:

  1. 位段的成员可以是 int ,unsigned int ,signed int 或者是 char (属于整形家族)类型。
  2. 位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的。
  3. 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段。

由于位段不跨平台,所以在此浅谈一下VS的位段存储。

#include<stdio.h>
struct S 
{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;
};
int main()
{struct S s = { 0 };s.a = 10;s.b = 12;s.c = 3;s.d = 4;printf("%d", sizeof(s));return 0;
}

在这里插入图片描述

事实确实如此:

位段在网络底层非常有用,例如:IP数据包的格式。


🌏联合

 联合体(union)是一种特殊的数据类型,它允许在内存中创建多个变量,但只能存储其中一个变量的值。联合体的目的是节省内存空间,因为它可以重复利用同一块内存存储不同的变量值。

⚠规则:

  1. 联合的大小至少是最大成员的大小。
  2. 最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍。
union Un
{char c[5];//对齐数是1int i;//对齐数是4
};
//最大对齐数是4
//大小为8字节

char c[5] 的大小为5字节,int i 的大小为4字节,所以至少为5个字节,但是这里最大对齐数是4,所以总大小会增加至 8个字节。


❤️ 结语

 文章到这里就结束了,如果对你有帮助,你的点赞将会是我的最大动力,如果大家有什么问题或者不同的见解,欢迎大家的留言~

相关文章:

【C语言】探讨常见自定义类型的存储形式

&#x1f6a9;纸上得来终觉浅&#xff0c; 绝知此事要躬行。 &#x1f31f;主页&#xff1a;June-Frost &#x1f680;专栏&#xff1a;C语言 &#x1f525;该文章将探讨结构体&#xff0c;位段&#xff0c;共用体的存储形式。 目录&#xff1a; &#x1f30d;结构体内存对齐✉…...

NLP(六十九)智能文档问答助手升级

本文在笔者之前研发的大模型智能文档问答项目中&#xff0c;开发更进一步&#xff0c;支持多种类型文档和URL链接&#xff0c;支持多种大模型接入&#xff0c;且使用更方便、高效。 项目介绍 在文章NLP&#xff08;六十一&#xff09;使用Baichuan-13B-Chat模型构建智能文档中…...

如何使用SQL系列 之 如何在MySQL中使用索引

引言 关系数据库可用于处理任何大小的数据&#xff0c;包括包含数百万行的大型数据库。结构化查询语言(SQL)提供了一种基于特定条件在数据库表中查找特定行的简洁而直接的方法。随着数据库变得越来越大&#xff0c;在其中找到特定的行变得越来越困难&#xff0c;就像大海捞针一…...

数字孪生相关政策梳理,重点对各行业版块的指导和引领

前言 数字孪生技术作为新型智慧城市建设的创新引领性技术&#xff0c;有利于打造孪生城市运行空间&#xff0c;强化城市大脑基础能力&#xff0c;实现全域时空数据融合。数字孪生技术在推动智慧城市建设方面的作用已越来越受到重视。2021年3月&#xff0c;《国家“十四五”规划…...

nios里面打开eclipse遇到Unresolved inclusion: “system.h“等问题

问题&#xff1a;在Nios中打开软核部分代码时&#xff0c;遇到一堆Unresolved inclusion: "system.h"等问题报错 原因&#xff1a;bsp文件和软核没关联&#xff0c;导致找不到头文件地址&#xff0c;关联一下就好 解决步骤&#xff1a; 右键bsp文件&#xff0c;点击…...

C#,数值计算——伽马微分(Gammadev)的计算方法与源程序

1 文本格式 using System; namespace Legalsoft.Truffer { public class Gammadev : Normaldev { private double alph { get; set; } private double oalph { get; set; } private double bet { get; set; } private double a1 { g…...

【UE5 智慧城市系列】5-通过鼠标键盘控制摄像机

目标 通过鼠标WASD键控制摄像机前后左右移动&#xff0c;鼠标滚轮控制弹簧臂长度的修改&#xff0c;鼠标中键控制摄像机旋转。 步骤 1. 首先创建一个游戏模式&#xff0c;这里命名为“BP_GameMode” 2. 再创建一个玩家控制器&#xff0c;这里命名为“BP_PlayerController” …...

工作纪实38-ES分页数据问题

之前分页查询有接ES&#xff0c;随着系统使用时间数据量不断增加&#xff0c;会有如下报错。关键信息就是 Result window is too large, from size must be less than or equal to: [10000] but was [100001] 当索引非常非常大(千万或亿)&#xff0c;是无法按照from size做深…...

设计模式之访问器模式(Visitor)的C++实现

1、访问器模式的提出 在软件开发过程中&#xff0c;早已发布的软件版本&#xff0c;由于需求的变化&#xff0c;需要给某个类层次结构增加新的方法。如果在该基类和子类中都添加新的行为方法&#xff0c;将给代码原有的结构带来破坏&#xff0c;同时&#xff0c;也违反了修改封…...

Python之OS模块

os模块负责程序与操作系统的交互&#xff0c;提供了访问操作系统底层的接口;即os模块提供了非常丰富的方法用来处理文件和目录。 使用的时候需要导入该模块:import os...

vue 使用canvas 详细教程

Vue.js 中使用 Canvas Vue.js 是一个流行的 JavaScript 框架&#xff0c;用于构建用户界面。它提供了一种简洁的方式来管理和渲染数据&#xff0c;同时也支持与其他库和工具的集成。要在 Vue.js 中使用 Canvas&#xff0c;您可以按照以下步骤进行操作&#xff1a; 在 Vue.js …...

Git 基本操作【本地仓库与远程仓库的推送、克隆和拉取】

文章目录 一、Git简介二、Git的下载安装三、Git常规命令四、新建本地仓库五、本地分支操作六、Git远程仓库七、远程仓库克隆、抓取和拉取八、总结九、学习交流 一、Git简介 Git是分布式版本控制系统&#xff08;Distributed Version Control System&#xff0c;简称 DVCS&…...

FPGA开发

https://www.enclustra.com.cn/?bd_vid11435475462206745180 https://www.monolithicpower.cn/design-tools/design-tools/llc-design-tool.html https://www.elecfans.com/article/88/143/2012/20120718280641_2.html...

js手撕代码

1、实现instanceof运算符 instanceof运算符用于检测构造函数的prototype属性是否出现在某个实例对象的原型链上&#xff0c;运算符左侧是实例对象&#xff0c;右侧是构造函数。 const isInstanceof function(left,right){let proto Object.getPrototypeOf(left);while(true…...

typecho反序列化

typecho反序列化 环境的搭建 漏洞复现前提 <?php class Typecho_Feed {const RSS1 RSS 1.0;const RSS2 RSS 2.0;const ATOM1 ATOM 1.0;const DATE_RFC822 r;const DATE_W3CDTF c;const EOL "\n";private $_type;private $_items;public function __const…...

php程序设计的基本原则

单一职责原则&#xff08;SRP&#xff09;&#xff1a;一个类应该只有一个原因引起变化&#xff0c;即一个类应该只负责一项职责。 class User {private $name;private $email;public function __construct($name, $email) {$this->name $name;$this->email $email;}p…...

python execute() 使用%s 拼接sql 避免sql注入攻击 好于.format

1 execute(参数一:sql 语句) # 锁定当前查询结果行 cursor.execute("SELECT high, low, vol FROM table_name WHERE symbol %s FOR UPDATE;"% (symbol,)) 2 .format() cursor.execute("SELECT high, low, vol FROM table_name WHERE symbol {} FOR UPDATE;…...

RPC项目解析(1)

分布式通信框架&#xff1a;让远程方法调用和调用进程内方法一样简单 RPC通信原理 rpc&#xff1a;远程过程调用&#xff08;远程能够调用其他模块的方法&#xff09; 在rpc中需要发送时候&#xff0c;对发送的信息进行序列化&#xff0c;在服务端对接收到的信息进行反序列化…...

点云从入门到精通技术详解100篇-基于 RGB 图像与点云融合的三维点云分割算法及成像系统

目录 前言 相机和激光雷达标定研究现状 点云分割算法研究现状...

JDK8新特性

Lembda表达式 lembda表达式是一个简洁、可传递的匿名函数,实现了把代码块赋值给一个变量的功能 是我认为jdk1.8中最让人眼前一亮的特性&#xff08;我没用过其他函数式的语言&#xff09; 在了解表达式之前&#xff0c;我们先看两个概念 函数式接口 含有且仅含有一个抽象方法&…...

DeepSeek 赋能智慧能源:微电网优化调度的智能革新路径

目录 一、智慧能源微电网优化调度概述1.1 智慧能源微电网概念1.2 优化调度的重要性1.3 目前面临的挑战 二、DeepSeek 技术探秘2.1 DeepSeek 技术原理2.2 DeepSeek 独特优势2.3 DeepSeek 在 AI 领域地位 三、DeepSeek 在微电网优化调度中的应用剖析3.1 数据处理与分析3.2 预测与…...

FFmpeg 低延迟同屏方案

引言 在实时互动需求激增的当下&#xff0c;无论是在线教育中的师生同屏演示、远程办公的屏幕共享协作&#xff0c;还是游戏直播的画面实时传输&#xff0c;低延迟同屏已成为保障用户体验的核心指标。FFmpeg 作为一款功能强大的多媒体框架&#xff0c;凭借其灵活的编解码、数据…...

《用户共鸣指数(E)驱动品牌大模型种草:如何抢占大模型搜索结果情感高地》

在注意力分散、内容高度同质化的时代&#xff0c;情感连接已成为品牌破圈的关键通道。我们在服务大量品牌客户的过程中发现&#xff0c;消费者对内容的“有感”程度&#xff0c;正日益成为影响品牌传播效率与转化率的核心变量。在生成式AI驱动的内容生成与推荐环境中&#xff0…...

《通信之道——从微积分到 5G》读书总结

第1章 绪 论 1.1 这是一本什么样的书 通信技术&#xff0c;说到底就是数学。 那些最基础、最本质的部分。 1.2 什么是通信 通信 发送方 接收方 承载信息的信号 解调出其中承载的信息 信息在发送方那里被加工成信号&#xff08;调制&#xff09; 把信息从信号中抽取出来&am…...

如何为服务器生成TLS证书

TLS&#xff08;Transport Layer Security&#xff09;证书是确保网络通信安全的重要手段&#xff0c;它通过加密技术保护传输的数据不被窃听和篡改。在服务器上配置TLS证书&#xff0c;可以使用户通过HTTPS协议安全地访问您的网站。本文将详细介绍如何在服务器上生成一个TLS证…...

稳定币的深度剖析与展望

一、引言 在当今数字化浪潮席卷全球的时代&#xff0c;加密货币作为一种新兴的金融现象&#xff0c;正以前所未有的速度改变着我们对传统货币和金融体系的认知。然而&#xff0c;加密货币市场的高度波动性却成为了其广泛应用和普及的一大障碍。在这样的背景下&#xff0c;稳定…...

学校时钟系统,标准考场时钟系统,AI亮相2025高考,赛思时钟系统为教育公平筑起“精准防线”

2025年#高考 将在近日拉开帷幕&#xff0c;#AI 监考一度冲上热搜。当AI深度融入高考&#xff0c;#时间同步 不再是辅助功能&#xff0c;而是决定AI监考系统成败的“生命线”。 AI亮相2025高考&#xff0c;40种异常行为0.5秒精准识别 2025年高考即将拉开帷幕&#xff0c;江西、…...

蓝桥杯 冶炼金属

原题目链接 &#x1f527; 冶炼金属转换率推测题解 &#x1f4dc; 原题描述 小蓝有一个神奇的炉子用于将普通金属 O O O 冶炼成为一种特殊金属 X X X。这个炉子有一个属性叫转换率 V V V&#xff0c;是一个正整数&#xff0c;表示每 V V V 个普通金属 O O O 可以冶炼出 …...

CVE-2020-17519源码分析与漏洞复现(Flink 任意文件读取)

漏洞概览 漏洞名称&#xff1a;Apache Flink REST API 任意文件读取漏洞CVE编号&#xff1a;CVE-2020-17519CVSS评分&#xff1a;7.5影响版本&#xff1a;Apache Flink 1.11.0、1.11.1、1.11.2修复版本&#xff1a;≥ 1.11.3 或 ≥ 1.12.0漏洞类型&#xff1a;路径遍历&#x…...

逻辑回归暴力训练预测金融欺诈

简述 「使用逻辑回归暴力预测金融欺诈&#xff0c;并不断增加特征维度持续测试」的做法&#xff0c;体现了一种逐步建模与迭代验证的实验思路&#xff0c;在金融欺诈检测中非常有价值&#xff0c;本文作为一篇回顾性记录了早年间公司给某行做反欺诈预测用到的技术和思路。百度…...