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c语言结构体大小的计算,c语言结构体中数组初始化

时间:2023-05-06 19:26:21 阅读:272467 作者:2406

结构体和共用体的内存分配是C语言的一个难点,也是面试题中的热点。

示例1:

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Union data1

{

double d;

int i;

char c1;

char c2[9];

};

sizeof(union

data1)的值为16.在编译器默认设置的情况下,该共用体最大基本类型为double,它占8字节,所以此共用体以8来对齐。字符数组c2占9个字节,那么整个共用体应该占9个字节,但按照对齐原则,实际分配给它的内存为16字节。

如果是:

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struct data1

{

double

d;

int

i;

char

c1;

char

c2[9];

};

sizeof(struct

data1)的值为24,首先按照存储大小,该结构体所占存储空间为:8+4+1+9=22字节,这个结构体也是以8对齐,因此实际分配的是24字节。

示例2:

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Union data2

{

int i;

char c1;

char c2[9];

};

sizeof(union

data2)的值为12,该共用体占内存空间最大的基本数据类型为int,其长度为4,所以该共用体以4来对齐。该共用体的长度取决于字符c2,其长度为9,9不是4的倍数,要进行对齐,因此实际分配的存储空间为12.

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struct data2

{

int

i;

char

c1;

char

c2[9];

};

sizeof(struct

data2)的值为16,与上面共用体一样,该结构体以4对齐。按照存储大小,该结构体所占存储空间为:4+1+9=14,14不是4的倍数,进行对齐,对齐后的值为16.

示例3:

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Union data3

{

char

c1;

char c2[3];

};

sizeof(union

data3)的值为3,该共用体占内存空间最大的基本数据类型为chart,其长度为1,所以该共用体以1来对齐。该共用体的长度取决于字符c2,其长度为3,因此分配的存储空间为3.

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struct data3

{

char

c1;

char

c2[2];

};

sizeof(struct

data3)的值为3,与上面共用体一样,该结构体以1对齐。按照存储大小,该结构体所占存储空间为:1+2=3字节。

示例4:

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struct inner

{

char

c1;

double

d;

char

c2;

};

这个结构体显然是8字节对齐的,在给c1分配存储空间时,考虑到对齐,分配给c1的字节数就是8,然后给d分配8字节,最后给c2分配时,因为也要以8对齐,所以也分配了8个字节的存储空间。所以sizeof(struct

inner)值为24.

如果是:

当然这个结构体也是以8字节对齐的,编译器编译程序时,给c1、c2分配存储空间没有必要各自给它们分配8字节,只要8字节就可以了。给d分配8字节,所以sizeof(struct

inner)值为16.

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struct inner

{

char

c1;

char

c2;

double

d;

};

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struct inner

{

char

c1;

double

d;

char

c2;

};

union data4

{

struct

inner t1;

int

i;

char

c;

};

由于data4共用体中有一个inner结构体,所以最大的基本数据类型为double,因此以8字节对齐。共用体的存储长度取决于t1,而t1长度为24,因此sizeof(union

data4)的值为24.

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struct inner

{

char

c1;

double

d;

char

c2;

};

struct data4

{

struct

inner t1;

int

i;

char

c;

};

data4结构体中有一个inner结构体,所以以8对齐,变量i和c共分配8字节就可以了,因此sizeof(struct

data4)的值为32.

示例5:

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struct data

{

int

a;

long

b;

double

c;

float

d;

char

e;

short

f;

}d;

这个结构体所占的字节数是多少呢?这里假设long所占字节数为4字节,short占2字节。这个结构体与示例4中第二个struct

inner类似。首先这个结构体是以8字节对齐的,因为最长基本数据类型为double,它占8字节,d、e、f、总和为7个字节。分配存储空间时,成员

a和b各分配4字节,d分配4字节,f分配2字节,e也分配2字节。d、e、f总和刚好占8个字节,所以sizeof(struct

data)值为24.

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struct data

{

int

a;

long

b;

double

c;

float

d;

char

e[3];

short

f;

}d;

sizeof(struct data)值为32.

例1:对于一个频繁使用的短小函数,在C语言中最好用什么实现?

答:最好用宏定义,这样可以节省调用函数的开销,效率最高。

例2:已知一个数组table,写一个宏定义,求出数组的元素个数

答:#define

NTBL (sizeof(table)/sizeof(table[0]))

对于数组,sizeof(table)获取数组的总长度,而sizeof(table[0])是数组第一个元素所占的长度。当然若是可以用strlen()函数也行。

例3:给定结构

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struct A

{

unsigned

short t:4;

unsigned

short k:4;

unsigned

short i:8;

unsigned

long m;

};

问sizeof(A)的值。

程序分析:unsigned short 一般占2个字节,unsigned

long一般占4个字节,结构体A以4字节对齐,A中成员t、k、i共占4+4+8=16位,由于要内存对齐,实际那三个成员共占32位即4字节,成员m占4字节,因此sizeof(A)=8.

例4:求函数返回值,输入x=9999

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int func(int

x)

{

int

count=0;

while(x)

{

count

++;

x=x&(x-1);

}

return

count;

}

程序分析:这是统计9999的二进制形式中有多少个1的函数。9999=9*1024+512+256+15,2*1024的二进制表示中含有1的

个数为2;512的二进制表示中含有1的个数为1;256的二进制表示中含有1的个数为1;15的二进制表示中含有1的个数为4;故共有1的个数为8,结

果为8 。1000(2)-1(2)=0111(2),正好是原数取反,用这种方法来求1的个数是高效率的。

例5:已知运行这个程序的主机中数据类型long占8字节,请分析程序的运行结果。

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#include<stdio.h>

int

main()

{

struct

data

{

long

l;

char

*s;

short

int i;

char

c;

short

int a[5];

}d;

struct

data *p=&d;

printf("%dn",sizeof(d));

printf("%xt%xn",p,p+1);

printf("%xt%xn",p,(char

*)p+1);

printf("%xt%xn",p,(long

*)p+1);

return

0;

}

运行结果:

32

bffff60 bffff80

bffff60 bffff61

bffff60 bffff64

程序分析:struct

data以8个字节对齐,long类型的成员1分配8个字节。s、i、c、a原本分别占4、2、1、10个字节。由于考虑到对齐,s分配4个字节,i分配

2个字节,c分配2个字节,此时刚好用完8个字节。a原本分配10个字节,由于考虑到对齐,要使整个结构体所占的存储空间是8的倍数,所以分配给它16个

字节。因此结构体data占8+4+4+2+16=32个字节。

第二条printf语句,p+1中的加1并不是加1个字节,而是1个struct

data的长度,16进制下,bffff60+20(十进制数32以十六进制数表示是20)=bffff80.

第三条printf语句,p+1中的加1,由于对指针p进行了强制类型转换,使p指向char类型的数据,此时的加1就是加上1个char类型的长度,因此p+1的输出是bffff61.

第四条语句分析与第三条类似。

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