【C/C++】结构体和联合体的区别,以及枚举类型的用法

3/8/2017来源:ASP.NET技巧人气:456

【C/C++】结构体和联合体的区别

联合体

用途:使几个不同类型的变量共占一段内存(相互覆盖)

结构体是一种构造数据类型 用途:把不同类型的数据组合成一个整体-------自定义数据类型

总结:

声明一个联合体:

[cpp] view plain copy union abc{             int i;             char m;            };   1. 在联合体abc中,整型量i和字符m公用同一内存位置。

2. 当一个联合被说明时,编译程序自动地产生一个变量,其长度为联合中最大的变量长度。

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结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度的总和。

共同体变量所占内存长度是各最长的成员占的内存长度。

共同体每次只能存放哪个的一种!!

共同体变量中起作用的成员是最后一次存放的成员,在存入新的成员后原有的成员失去了作用!

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Struct与Union主要有以下区别:

1. struct和union都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, union中只存放了一个被选中的成员, 而struct的所有成员都存在。在struct中,各成员都占有自己的内存空间,它们是同时存在的。一个struct变量的总长度等于所有成员长度之和。在Union中,所有成员不能同时占用它的内存空间,它们不能同时存在。Union变量的长度等于最长的成员的长度。

2. 对于union的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于struct的不同成员赋值是互不影响的。

在C/C++程序的编写中,当多个基本数据类型或复合数据结构要占用同一片内存时,我们要使用联合体;当多种类型,多个对象,多个事物只取其一时(我们姑且通俗地称其为“n 选1”),我们也可以使用联合体来发挥其长处。

首先看一段代码:

[html] view plain copy union myun   {        struct { int x; int y; int z; }u;        int k;   }a;   int main()   {        a.u.x =4;        a.u.y =5;        a.u.z =6;        a.k = 0;        PRintf("%d %d %d\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z);        return 0;   }  

union类型是共享内存的,以size最大的结构作为自己的大小,这样的话,myun这个结构就包含u这个结构体,而大小也等于u这个结构体的大小,在内存中的排列为声明的顺序x,y,z从低到高,然后赋值的时候,在内存中,就是x的位置放置4,y的位置放置5,z的位置放置6,现在对k赋值,对k的赋值因为是union,要共享内存,所以从union的首地址开始放置,首地址开始的位置其实是x的位置,这样原来内存中x的位置就被k所赋的值代替了,就变为0了,这个时候要进行打印,就直接看内存里就行了,x的位置也就是k的位置是0,而 y,z的位置的值没有改变,所以应该是0,5,6

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1. struct的巨大作用

面对一个大型C/C++程序时,只看其对struct的使用情况我们就可以对其编写者的编程经验进行评估。因为一个大型的C/C++程序,势必要涉及一些(甚至大量)进行数据组合的结构体,这些结构体可以将原本意义属于一个整体的数据组合在一起。从某种程度上来说,会不会用struct,怎样用struct是区别一个开发人员是否具备丰富开发经历的标志。在网络协议、通信控制、嵌入式系统的C/C++编程中,我们经常要传送的不是简单的字节流(char型数组),而是多种数据组合起来的一个整体,其表现形式是一个结构体。经验不足的开发人员往往将所有需要传送的内容依顺序保存在char型数组中,通过指针偏移的方法传送网络报文等信息。这样做编程复杂,易出错,而且一旦控制方式及通信协议有所变化,程序就要进行非常细致的修改。一个有经验的开发者则灵活运用结构体,举一个例子,假设网络或控制协议中需要传送三种报文,其格式分别为packetA、packetB、packetC:

[cpp] view plain copy struct structA    {       int a;       char b;   };   struct structB    {       char a;       short b;   };   struct structC   {       int a;       char b;       float c;   }   优秀的程序设计者这样设计传送的报文:

[cpp] view plain copy struct CommuPacket   {       int ipacketType;  //报文类型标志       union         //每次传送的是三种报文中的一种,使用union       {           struct structA packetA;           struct structB packetB;           struct structC packetC;       }   };  

在进行报文传送时,直接传送struct CommuPacket一个整体。

  假设发送函数的原形如下:

// pSendData:发送字节流的首地址,iLen:要发送的长度 Send(char * pSendData, unsigned int iLen); 发送方可以直接进行如下调用发送struct CommuPacket的一个实例sendCommuPacket: Send( (char *)&sendCommuPacket , sizeof(CommuPacket) ); 假设接收函数的原形如下: // pRecvData:发送字节流的首地址,iLen:要接收的长度 //返回值:实际接收到的字节数 unsigned int Recv(char * pRecvData, unsigned int iLen); 接收方可以直接进行如下调用将接收到的数据保存在struct CommuPacket的一个实例 recvCommuPacket中:

Recv( (char *)&recvCommuPacket , sizeof(CommuPacket) ); 接着判断报文类型进行相应处理:

[cpp] view plain copy switch(recvCommuPacket. iPacketType)   {       case PACKET_A:       …    //A类报文处理       break;       case PACKET_B:       …  //B类报文处理       break;       case PACKET_C:       …   //C类报文处理       break;   }  

以上程序中最值得注意的是

Send( (char *)&sendCommuPacket , sizeof(CommuPacket) ); Recv( (char *)&recvCommuPacket , sizeof(CommuPacket) ); 中的强制类型转换:(char *)&sendCommuPacket、(char *)&recvCommuPacket,先取地址,再转化为char型指针,这样就可以直接利用处理字节流的函数。

  利用这种强制类型转化,我们还可以方便程序的编写,例如要对sendCommuPacket所处内存初始化为0,可以这样调用标准库函数memset():

memset((char *)&sendCommuPacket,0, sizeof(CommuPacket));

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2. struct成员对齐

Intel、微软等公司曾经出过一道类似的面试题:

[cpp] view plain copy #include <iostream.h>   #pragma pack(8)   struct example1   {       short a;       long b;   };   struct example2   {       char c;       example1 struct1;       short e;       };   #pragma pack()   int main(int argc, char* argv[])   {       example2 struct2;       cout << sizeof(example1) << endl;       cout << sizeof(example2) << endl;       cout << (unsigned int)(&struct2.struct1) - (unsigned int)(&struct2) << endl;       return 0;   }  

问程序的输入结果是什么?

答案是:

8 16 4

不明白?还是不明白?下面一一道来:

2.1 自然对界

    struct是一种复合数据类型,其构成元素既可以是基本数据类型(如int、long、float等)的变量,也可以是一些复合数据类型(如 array、struct、union等)的数据单元。对于结构体,编译器会自动进行成员变量的对齐,以提高运算效率。缺省情况下,编译器为结构体的每个 成员按其自然对界(natural alignment)条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储,第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

    自然对界(natural alignment)即默认对齐方式,是指按结构体的成员中size最大的成员对齐。

    例如:

[cpp] view plain copy struct naturalalign   {       char a;       short b;       char c;   };  

在上述结构体中,size最大的是short,其长度为2字节,因而结构体中的char成员a、c都以2为单位对齐,sizeof(naturalalign)的结果等于6;

如果改为:

[cpp] view plain copy struct naturalalign   {       char a;       int b;       char c;   };   其结果显然为12。

2.2 指定对界

一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件:

    使用伪指令#pragma pack (n),编译器将按照n个字节对齐;     使用伪指令#pragma pack (),取消自定义字节对齐方式。

  注意:如果#pragma pack (n)中指定的n大于结构体中最大成员的size,则其不起作用,结构体仍然按照size最大的成员进行对界。

例如:

[cpp] view plain copy #pragma pack (n)   struct naturalalign   {       char a;       int b;       char c;   };   当n为4、8、16时,其对齐方式均一样,sizeof(naturalalign)的结果都等于12。而当n为2时,其发挥了作用,使得sizeof(naturalalign)的结果为8。

2.3 面试题的解答

  至此,我们可以对Intel、微软的面试题进行全面的解答。

  程序中第2行#pragma pack (8)虽然指定了对界为8,但是由于struct example1中的成员最大size为4(long变量size为4),故struct example1仍然按4字节对界,struct example1的size为8,即第18行的输出结果;

  struct example2中包含了struct example1,其本身包含的简单数据成员的最大size为2(short变量e),但是因为其包含了struct example1,而struct example1中的最大成员size为4,struct example2也应以4对界,#pragma pack (8)中指定的对界对struct example2也不起作用,故19行的输出结果为16;

  由于struct example2中的成员以4为单位对界,故其char变量c后应补充3个空,其后才是成员struct1的内存空间,20行的输出结果为4。

3. C和C++之间结构体的深层区别

      在C++语言中struct具有了“类” 的功能,其与关键字class的区别在于struct中成员变量和函数的默认访问权限为public,而class的为private。

例如,定义struct类和class类:

[cpp] view plain copy struct structA   {         char a;         …   }   class classB   {         char a;         …   }   则:

[cpp] view plain copy struct A a;   a.a = 'a';    //访问public成员,合法   classB b;   b.a = 'a';    //访问private成员,不合法  

许多文献写到这里就认为已经给出了C++中struct和class的全部区别,实则不然,另外一点需要注意的是:

  C++中的struct保持了对C中struct的全面兼容(这符合C++的初衷——“a better c”),因而,下面的操作是合法的:

[cpp] view plain copy //定义struct   struct structA   {       char a;       char b;       int c;   };   structA a = {'a' , 'a' ,1};    // 定义时直接赋初值   即struct可以在定义的时候直接以{ }对其成员变量赋初值,而class则不能。

4. struct编程注意事项

看看下面的程序:

[cpp] view plain copy #include <iostream.h>   struct structA   {       int iMember;       char *cMember;   };   int main(int argc, char* argv[])   {       structA instant1,instant2;       char c = 'a';           instant1.iMember = 1;       instant1.cMember = &c;       instant2 = instant1;       cout << *(instant1.cMember) << endl;       *(instant2.cMember) = 'b';       cout << *(instant1.cMember) << endl;       return 0;   }  

14行的输出结果是:a 16行的输出结果是:b

  Why?我们在15行对instant2的修改改变了instant1中成员的值!

  原因在于13行的instant2 = instant1赋值语句采用的是变量逐个拷贝,这使得instant1和instant2中的cMember指向了同一片内存,因而对instant2的修改也是对instant1的修改。

  在C语言中,当结构体中存在指针型成员时,一定要注意在采用赋值语句时是否将2个实例中的指针型成员指向了同一片内存。

  在C++语言中,当结构体中存在指针型成员时,我们需要重写struct的拷贝构造函数并进行“=”操作符重载。

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C语言中的结构体(struct)和联合体(union)的简介

看到有朋友介绍union,我以前还没有用过这个东西呢,也不懂,就去搜了点资料来看,也转给大家,希望坛子里的给予改正或补充。谢谢! 联 合(union)  1. 联合说明和联合变量定义  联合也是一种新的数据类型, 它是一种特殊形式的变量。  联合说明和联合变量定义与结构十分相似。其形式为:  union 联合名{  数据类型 成员名;  数据类型 成员名;  ...  } 联合变量名;  联合表示几个变量公用一个内存位置, 在不同的时间保存不同的数据类型 和不同长度的变量。  下例表示说明一个联合a_bc: 

[cpp] view plain copy union a_bc{        int i;        char mm;    };    再用已说明的联合可定义联合变量。  例如用上面说明的联合定义一个名为lgc的联合变量, 可写成:  union a_bc lgc;  在联合变量lgc中, 整型量i和字符mm公用同一内存位置。  当一个联合被说明时, 编译程序自动地产生一个变量, 其长度为联合中最大的变量长度。  联合访问其成员的方法与结构相同。同样联合变量也可以定义成数组或指针,但定义为指针时, 也要用"->;"符号,此时联合访问成员可表示成:  联合名->;成员名  另外, 联合既可以出现在结构内, 它的成员也可以是结构。 

例如:

[cpp] view plain copy struct{        int age;        char *addr;        union{            int i;            char *ch;        }x;    }y[10];   

若要访问结构变量y[1]中联合x的成员i, 可以写成:  y[1].x.i;  若要访问结构变量y[2]中联合x的字符串指针ch的第一个字符可写成:  *y[2].x.ch;  若写成"y[2].x.*ch;"是错误的。

2. 结构和联合的区别  结构和联合有下列区别:  1. 结构和联合都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, 联合转只存放了一个被选中的成员, 而结构的所有成员都存在。  2. 对于联合的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于结构的不同成员赋值是互不影响的。  下面举一个例了来加深对联合的理解。 

例4:

[cpp] view plain copy main()    {        union{         int i;        struct{             char first;            char second;        }half;    }number;       number.i=0x4241;     printf("%c%cn", number.half.first, number.half.second);    number.half.first='a';     number.half.second='b';    printf("%xn", number.i);    getch();    }    输出结果为:

AB

6261

从上例结果可以看出: 当给i赋值后, 其低八位也就是first和second的值;当给first和second赋字符后, 这两个字符的ASCII码也将作为i的低八

共用体

构造数据类型,也叫联合体

用途:使几个不同类型的变量共占一段内存(相互覆盖)

 

结构体是一种构造数据类型

用途:把不同类型的数据组合成一个整体-------自定义数据类型