c语言中结构体定义T

时间: 2024-06-12 12:11:50 浏览: 154

C语言内存管理与联合结构课件笔记.md

内容概要: 本课件首先介绍了C语言中的内存管理知识,包括堆栈概念、动态内存分配函数及内存泄漏等问题,并给出了示例代码。然后详细讲解了C语言中的结构体与联合的定义、访问及嵌套使用,每部分都配有代码实例说明。内容结构清晰,知识点突出。适合人群: 学习C语言的学生或者初级开发人员。示例代码可以帮助理解并 cement 内存管理与数据结构的使用。能学到什么: 通过学习可以全面掌握C语言中的内存分配与释放方法,避免内存泄漏等问题。还可以熟练使用结构体与联合进行数据组织。使用建议: 重点学习内存管理部分的技巧与注意事项,掌握动态内存分配的方法。数据结构部分的示例代码需进行逐行解析并 Hands-on 练习。本课件内容详实易学,非常适合C语言基础知识学习。 # C语言内存管理与联合结构知识点详解 ## 内存管理概述 ### 一、堆与栈的概念 #### 堆： - **用途**：动态分配内存，内存大小可根据需要变化。 - **特点**：手动分配与释放。 - **位置**：位于进程地址空间中的动态数据区。 #### 栈： - **用途**：存储函数调用时的局部变量和返回地址等。 - **特点**：由编译器自动管理，随函数调用创建和销毁。 - **位置**：通常位于进程地址空间中的高地址端。 ### 二、动态内存分配函数 #### malloc(size_t size) - **功能**：分配指定大小的连续内存空间。 - **返回值**：返回指向分配内存的指针。 - **示例**：`void *p = malloc(100);` #### calloc(size_t num, size_t size) - **功能**：分配 `num` 个 `size` 大小的内存空间，并将这些内存初始化为零。 - **返回值**：返回指向分配内存的指针。 - **示例**：`void *p = calloc(5, sizeof(int));` #### realloc(void *ptr, size_t size) - **功能**：改变之前分配给 `ptr` 的内存大小，可以扩大也可以缩小。 - **返回值**：返回指向新分配内存的指针，如果内存改变位置，则会复制原有数据。 - **示例**：`void *p = realloc(p, 200);` #### free(void *ptr) - **功能**：释放通过 `malloc`, `calloc`, 或 `realloc` 分配的内存。 - **示例**：`free(p);` ### 三、内存泄漏与悬挂指针 #### 内存泄漏 - **定义**：程序运行过程中，分配的内存没有被及时释放，导致内存占用持续增加。 - **后果**：长期运行的程序可能会因为可用内存耗尽而崩溃。 #### 悬挂指针 - **定义**：当一个指针所指向的内存被释放后，该指针仍保持不变，成为悬挂指针。 - **后果**：通过悬挂指针访问内存可能导致程序崩溃或数据损坏。 ### 四、动态内存分配示例 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int *ptr; ptr = (int *)malloc(5 * sizeof(int)); if (ptr == NULL) { printf("内存分配失败\n"); return 1; } for (int i = 0; i < 5; i++) { ptr[i] = i * 2; } for (int i = 0; i < 5; i++) { printf("%d", ptr[i]); } free(ptr); ptr = NULL; return 0; } ``` ### 五、内存管理的注意事项 - **手动释放内存**：对于通过 `malloc`, `calloc`, 或 `realloc` 分配的内存，必须手动释放，避免内存泄漏。 - **指针置空**：释放内存后，应将指针置空，防止出现悬挂指针问题。 - **检查内存分配**：在使用分配的内存之前，务必检查内存是否成功分配。 - **避免重复释放**：不要对同一块内存释放两次，这会导致程序崩溃。 ## 结构体 ### 一、定义与访问 #### 示例 ```c #include <stdio.h> struct Student { char name[50]; int age; float gpa; }; int main() { struct Student s1; strcpy(s1.name, "Alice"); s1.age = 20; s1.gpa = 3.8; printf("姓名：%s\n年龄：%d\nGPA：%.2f\n", s1.name, s1.age, s1.gpa); return 0; } ``` ### 二、嵌套结构体 - **定义**：一个结构体中包含另一个结构体类型的成员。 - **示例** ```c #include <stdio.h> struct Address { char street[50]; char city[50]; char state[20]; }; struct Person { char name[50]; int age; struct Address address; }; int main() { struct Person person; strcpy(person.name, "Bob"); person.age = 25; strcpy(person.address.street, "123 Main St"); strcpy(person.address.city, "New York"); strcpy(person.address.state, "NY"); printf("姓名：%s\n年龄：%d\n地址：%s,%s,%s\n", person.name, person.age, person.address.street, person.address.city, person.address.state); return 0; } ``` ## 联合 ### 一、概念 - **定义**：联合（Union）是一种特殊的数据类型，可以在相同的内存区域存储不同类型的变量。 - **特性**：在任一时刻，联合中的所有成员共享同一段内存空间。 ### 二、定义与访问 ```c #include <stdio.h> union Data { int num; float value; char text[20]; }; int main() { union Data data; data.num = 10; printf("整数：%d\n", data.num); data.value = 3.14; printf("浮点数：%f\n", data.value); strcpy(data.text, "Hello"); printf("字符串：%s\n", data.text); return 0; } ``` ### 三、联合与结构体的区别 - **共享内存**：联合中的所有成员共享同一段内存，而结构体中的成员各自占用独立的内存空间。 - **大小**：联合的大小取决于最大的成员的大小，而结构体的大小等于各成员大小之和。 ## 总结本文档详细介绍了C语言中的内存管理知识和结构体与联合的使用。通过学习这些内容，你可以更好地理解和掌握C语言的基础知识，特别是在内存管理和数据结构方面。正确地使用内存管理技术不仅可以提高程序的性能，还能有效避免常见的编程错误，如内存泄漏和悬挂指针等。同时，熟悉结构体和联合的定义与使用有助于更高效地组织和处理数据，为后续的编程实践打下坚实的基础。

C语言中，结构体是一种用户自定义的数据类型，它可以包含多个不同类型的成员变量，这些成员变量可以是基本数据类型，也可以是其他结构体类型。结构体的定义通常包括结构体名和成员变量列表，可以通过结构体名来定义结构体变量。在定义结构体时，可以使用#pragma pack(n)来指定结构体的对齐方式，其中n表示对齐字节数。结构体的成员变量可以通过"."运算符来访问，也可以通过指向结构体的指针来访问。

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