【C进阶】10、struct和union分析

Summary

1）空结构体的大小在不同的编译器下行为不同：gcc编译器下空结构体的大小为0；bcc和vc编译器认为空结构体的语法错误，编译错误

2）柔型数组的要点：

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

sizeof(struct SoftArray) = 4

    struct SoftArray* sa = NULL;
    
    sa = (struct SoftArray*)malloc(sizeof(struct SoftArray) + 5*sizeof(int));

    sa->len = 5;

• 柔性数组的最后一个数组是一个标识符，不占用空间，sizeof(struct SoftArray)得到的是数组长度占用的空间。
• 柔性数组需要从堆空间中申请，可以自由分配想要大小数组，malloc完了之后指定数组的大小。
• 好处在于，不需要在定义的时候指定数组大小，可以在运行时指定大小；带了长度信息，作为函数参数的时候不需要额外指定数组的大小。

3）union中的所有成员共享一段内存，大小为成员中最大的一个所占内存。

4）小端系统：低地址存储低位数据；大端系统：低地址存储高位数据。
使用union可以判断系统的大小端。不论大小端系统，在取uu.c的值是，都是从低地址处按字节来取。

struct和union分析

1、struct

1.1 空结构体占用多大的内存？

struct TS
{
};

sizeof(struct TS) = ?

以上的代码，在不同的编译器下，结果不同：

• gcc编译器下，空结构体的大小为0
• bcc编译器下，编译错误
• vc编译器下，编译错误

这对应了两种解释思路：

• bcc、vc认为，既然结构体是存储变量的集合，如果一个结构体里什么都不放，自然是不对的，编译错误
• gcc认为，空的结构体里什么变量都没有，自然大小为0；同时也能用空结构体类型来定义变量，大小也为0。

1.2 柔性数组

• 柔性数组是数组大小待定的数组
• C语言中可以由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

  struct SoftArray
  {
    int len;
    int array[];
  };
  
  sizeof(struct SoftArray) = 4

柔性数组的用法：

struct SoftArray
{
    int len;
    int array[];
};
int main()
{
    printf("sizeof(struct SoftArr) = %d\n", sizeof(struct SoftArray));

    struct SoftArray* sa = NULL;
    
    sa = (struct SoftArray*)malloc(sizeof(struct SoftArray) + 5*sizeof(int));

    sa->len = 5;

    for(int i=0; i<sa->len; ++i)
    {
        sa->array[i] = i+1;
        printf("sa->array[%d] = %d\n", i, sa->array[i]);
    }
        
    return 0;
}

• 柔性数组的最后一个数组是一个标识符，不占用空间，sizeof(struct SoftArray)得到的是数组长度占用的空间。
• 柔性数组需要从堆空间中申请，可以自由分配想要大小数组，malloc完了之后指定数组的大小。
• 好处在于，不需要在定义的时候指定数组大小，可以在运行时指定大小；带了长度信息，作为函数参数的时候不需要额外指定数组的大小。

2、union

2.1 union占用的内存

• C语言中的union在语法上与struc相似

• union只分配最大成员的空间，所有成员共享这个空间。

  #pragma pack(4)
  struct Struct
  {
    int a;
    double b;
    char c;
  };
  
  union Union
  {
    int a;
    double b;
    char c;
  };
  
  int main()
  {
    printf("sizeof(struct) = %d\n", sizeof(struct Struct));   // 16
    printf("sizeof(union) = %d\n", sizeof(union Union));  // 8

2.2 系统大小端

union Union
{
    int i;
    char c;
};

int main()
{
    union Union uu;
    uu.i = 1;
    
    if(uu.c == 1)
        printf("Little ednian.");
    else
        printf("Big ednian.");

    return 0;
}

如果是小端系统，低地址存储低位数据，这段内存中“1”就会放在低地址处，这样取c的值（1字节）就是1；
如果是大端系统，低地址存储高位数据，这段内存中“1”就会放在高地址处，这样取c的值（1字节）就是0。

本文总结自“狄泰软件学院”唐佐林老师《C语言进阶课程》。
如有错漏之处，恳请指正。