C++面试知识点：结构体与共同体的解析

"C++面试知识点整理" 在C++编程语言中，`struct` 和 `union` 是两种重要的复合数据类型，它们允许我们将多种不同类型的变量组合在一起，方便数据的管理和处理。下面将详细阐述这两者的区别和相关知识。 1. 结构体（`struct`） 结构体是一种复合数据类型，它可以将不同类型的数据如`int`、`float`、`char`等组合成一个单一的实体。结构体中的每个成员都有自己的内存空间，它们在内存中按照声明的顺序排列。结构体的大小是由其所有成员的大小加上内存对齐后的结果决定。内存对齐是指为了提高访问效率，编译器会按照一定的规则来安排结构体成员在内存中的位置。结构体的自身对齐值通常是其成员中最大对齐值，然后在分配内存时，会按照这个对齐值进行填充，以确保每个成员都能高效地访问。例如，在32位系统中，如果`struct`包含一个`double`成员，那么整个结构体的大小可能会被调整为8的倍数，即使其他成员的大小小于8。 ```cpp struct MyStruct { char c; int i; float f; }; ``` 在上面的例子中，`MyStruct` 的大小将是 `char`、`int` 和 `float` 大小的总和，考虑到内存对齐，可能会比简单的相加更大。 2. 共同体（`union`） 共同体与结构体类似，也可以组合多种类型的数据，但其工作原理完全不同。在`union`中，所有成员共享同一块内存区域，这意味着在任何给定时间，只能有一个成员有有效的值。当你为一个成员赋值时，它会覆盖掉之前存储在相同内存位置的其他成员的值。因此，`union` 的大小等于其所有成员中最大成员的大小。 ```cpp union MyUnion { char c; int i; float f; }; ``` 在`MyUnion`的例子中，无论你为`c`、`i`还是`f`赋值，其他两个成员的值都会丢失，因为它们都位于同一块内存中。 总结： - 结构体`struct`的所有成员都有独立的地址，且同时存在于内存中，其大小等于所有成员长度之和加上内存对齐的填充。 - 共同体`union`的成员共享同一内存区域，任何时刻只有一个成员有有效值，其大小等于最长成员的长度。 - 内存对齐是影响`struct`和`union`大小的关键因素，通常由数据类型自身的对齐值、结构体或类的自身对齐值、指定对齐值以及有效对齐值决定。 在C++面试中，了解这些基本概念是非常重要的，因为它们涉及到内存管理、数据结构设计以及程序性能优化。理解`struct`和`union`的工作原理可以帮助你在编写代码时做出更明智的选择，特别是在处理资源有限或性能要求高的场景下。同时，了解内存对齐的规则能够帮助你更好地预测和控制程序的内存使用。