C语言编程:结构体与联合体详解
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更新于2024-09-02
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"编程C语言常识(IAR) 结构体与联合体"
在C语言中,结构体(struct)和联合体(union)是两种重要的复合数据类型,它们允许程序员将不同类型的数据组合在一起,形成更复杂的结构,以适应各种复杂的编程需求。
1. 结构体(struct)的基本用法:
结构体可以用来定义自定义的数据类型,它将多个不同的基本数据类型的变量组合在一起。例如:
```c
struct AA {
int a;
int b;
};
```
上述代码定义了一个名为`AA`的结构体,包含两个整型成员`a`和`b`。之后,可以通过声明和定义结构体变量来使用这些成员,如下所示:
```c
struct AA s1;
s1.a = 3;
```
如果希望在声明结构体的同时初始化成员,可以这样做:
```c
struct AA s2 = {1, 2};
s2.a = 5;
```
2. typedef简化struct类型说明:
使用`typedef`关键字可以创建一个类型别名,使得后续的代码中无需每次都写`struct`:
```c
typedef struct AA {
int a;
int b;
} SAA;
SAA s3, s4;
s3.a = 8;
```
这里`SAA`就是`struct AA`的别名,使得使用更简洁。
3. 结构体的对齐问题:
结构体中的成员在内存中是按一定规则排列的,这个规则通常称为对齐。对齐的目的是优化访问效率,避免不必要的内存访问。例如,一个`int`类型成员通常会被放置在地址为4的倍数的位置。在某些平台,如EW430,编译器默认采用2字节对齐。如果结构体中有一个`char`成员和一个`int`成员,`char`成员占用1字节,`int`成员占用4字节,那么`int`成员的地址会是`char`成员地址后的下一个2字节对齐的地址。如果需要调整对齐规则,可以使用`#pragma pack`指令,但这可能会影响程序执行效率。
4. 联合体(union)的基本用法:
联合体与结构体相似,但其所有成员共享同一块内存空间,这意味着改变任一成员的值都会影响其他成员。联合体的大小等于其最大成员的大小。例如:
```c
union UU {
int i;
char c;
};
```
在这个例子中,无论`i`或`c`被修改,都会影响到整个联合体的内存状态。
5. 匿名结构体与联合体:
当不为结构体或联合体指定名称时,就形成了匿名结构体或联合体。这种情况下,它们通常用于类型定义,如作为其他类型的一部分。例如,可以将匿名结构体作为另一个结构体的成员,这样可以在一个结构体中嵌套其他结构体。
总结,结构体和联合体在C语言中提供了强大的数据组织能力,能够帮助程序员创建复杂的数据结构。理解并熟练掌握它们的使用,是编写高效、清晰代码的关键。在实际编程中,应考虑对齐规则和内存使用效率,以便编写出运行速度快、内存占用合理的程序。
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