本文并不讲C语言的基础

文章目录

1 空struct的大小

  • C语言中的struct可以看成是变量的集合

如果一个struct里面什么都没有，是空的，那么它的大小是多少呢?(不考虑C++语言的特性)

实际上这在不同的编译器中还是不一样的。比如下面的代码：

#include <stdio.h>

struct TS
{

};

int main()
{
    struct TS t1;
    struct TS t2;
    
    printf("sizeof(struct TS) = %d\n", sizeof(struct TS));
    printf("sizeof(t1) = %d, &t1 = %p\n", sizeof(t1), &t1);
    printf("sizeof(t2) = %d, &t2 = %p\n", sizeof(t2), &t2);
    
    return 0;
}
  • 使用gcc 4.4.5 编译运行结果如下：

  • 使用vs 2017编译运行会报错：

所以这个问题，其实没有什么意义（在我看来）。

2 结构体与柔性数组

  • 我们都知道C语言中的数组都是固定大小的。一开始定义数组的时候，就需要确定数组的大小。这样其实很不友好，如果确定数组大小后后面大小又不够，就需要给数组重新分配内存空间，这样会带来比较大的开销。柔性数组可以解决这个问题。
  • 柔性数组是一种数组大小待定的数组
  • 在C语言中，可以使用结构体产生柔性数组
  • C语言中，结构体的最后一个元素可以是大小未知的数组。

其中SoftArray 中的array，仅仅是一个待使用的标识符，不占用存储空间。所以sizeof(struct SoftArray) = 4；

2.1 柔性数组的使用方法

  • 下图是定义柔性数组，并在需要的时候为柔性数组分配合适的内存空间的代码示例：

上述代码完成后，将得到如下图所示的柔性数组：

在上图的柔性数组中，第一个元素存的是柔性数组的长度，即5 。 后面的5个元素就是柔性数组的内容。

2.2 柔性数组使用代码案例分析

  • 下面的代码是创建柔性数组并初始化，然后打印的C语言代码：
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

struct SoftArray{
    int len;
    int array[];
};

struct SoftArray* Creat_Soft_Array(int size){
    struct SoftArray* ret = NULL;
    
    if(size > 0){
        ret = (struct SoftArray*)malloc(sizeof(int) + size * sizeof(int));
        ret->len = size;
    }
    return ret;
}

void delete_soft_array(struct SoftArray* sa){
    free(sa);
}

void Init_SoftArray(struct SoftArray* sa){
    int i = 0;
    if(NULL != sa){
        for(i = 0; i<sa->len ; ++i){
            sa->array[i] = i+1;
        }
    }
}

int main(){
    int i = 0;
    struct SoftArray* sa = Creat_Soft_Array(5);
    
    Init_SoftArray(sa);
    
    for(i = 0; i<sa->len; ++i){
        printf("%d\n", sa->array[i]);
    }
    
    delete_soft_array(sa);
    
    return 0;
}
  • 运行结果如下：

3 C语言中的union分析

  • C语言中的union在语法上与struct类似
  • 与struct不同的是union值分配最大成员的空间，其他成员共享这个空间。
  • 某一时刻只有一个成员是存在的。

3.1 使用union判断系统大小端

union的使用受系统大小端的影响。系统大小端如果不懂，请自行google搜索

如下图：

  • 如下代码，如果打印的是1，就是小端，如归打印的是0，就是大端
#include <stdio.h>

int system_mode()
{
    union SM
    {
        int i;
        char c;
    };

    union SM sm;
    
    sm.i = 1;
    
    return sm.c;
}


int main()
{
    printf("System Mode: %d\n", system_mode());
    return 0;
}
  • 在我的虚拟机Ubuntu上运行结果是1，小端模式。

4 总结

  • struct 结构体中的每个数据成员都有独立的存储空间
  • struct 可以通过最后的数组标识符产生柔性数组
  • union中所有数据成员共享同一个存储空间
  • union的使用会受系统大小端的影响