结构体精讲2

老铁们,有没有坚持每天敲代码呢?坚持做一件事确实很难,但还是要坚定一点咯!

接下来我们接着上一期的知识进行讲解!

结构体传参

那么对于上述的 print1 print2 函数哪个好些?  那么首选是我们的print2函数。
原因:
函数传参的时候,参数是需要压栈,会有时间和空间上的系统开销。
如果传递⼀个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的的系统开销比较大,所以会导致性能的下降。
结构体传参的时候,要传结构体的地址。

结构体实现位段

什么是位段

位段的声明和结构体是类似的,有两个不同:
1. 位段的成员必须是 int unsigned int signed int ,在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。
2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。
struct A
{
 int _a:2;这里的数字大小表示的是比特位
 int _b:5;
 int _c:10;
 int _d:30;
};

上述的就是一个位段类型,那么它所占的内存大小又是多少呢?

这里我们看到是8个字节大小的,那么如何得来的,我们最后返回来再讲。

位段的内存分配 

1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型
2. 位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的。
3. 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段。
struct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};
int main()
{
	struct S s = { 0 };
	s.a = 10;
	s.b = 12;
	s.c = 3;
	s.d = 4;

	return 0;
}

上述代码中空间是如何开辟的呢?我们一起来探讨一下:上面的代码中,先是一个char类型的,1个字节,等于8个比特位,a占了三个比特位。接着是char b,占了4个比特位,然后是char c占了5个字节。

字符a应该从左开始呢?还是从右边开始呢?在C语言中并没有标准的规定!那么我就先假设在的vs中是从右向左使用!接着第二个问题又来了,当剩余的不满足下一个元素的时候,是舍弃该部分的空间,还是挨着占空间呢? 

那么在C语言中也还是没有给出标准的规定, 那我就先假设是如果剩余的空间不够下一个成员使用,那么就浪费其空间!接下来就是验证我们的假设了!

如果在vs中是按照我所假设的规则实行的话,那么我们在内存中就会看到这样的结果,下面去看看内存: 那么结果也是和我们假设的结果一样,所以在vs中是这样的实现规则!再用到这个知识:位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的, 那么我们就知道了上面的8个字节的大小是怎么来的啦!

位段的跨平台问题

 1. int 位段被当成有符号数还是⽆符号数是不确定的。

2. 位段中最⼤位的数⽬不能确定。(16位机器最⼤16,32位机器最⼤32,写成27,在16位机器会 出问题。

3. 位段中的成员在内存中从左向右分配,还是从右向左分配标准尚未定义。
4. 当⼀个结构包含两个位段,第⼆个位段成员⽐较⼤,⽆法容纳于第⼀个位段剩余的位时,是舍弃
剩余的位还是利⽤,这是不确定的。
总结:
跟结构相比,位段可以达到同样的效果,并且可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在。

位段的应用

1. 位字段标志:位段可以用于表示一组标志位或开关,每个位段可以表示一个特定的标志位。例如,可以使用一个位段来表示一个字节中的各个标志位,每个标志位代表不同的状态或选项。

2. 位图:位段可以用来创建位图(BitMap),用于表示大量的二进制信息。位图被广泛应用于图像处理、压缩算法、数据结构等领域。例如,可以使用位段来表示一个像素的RGB颜色分量,每个分量占用一定的位数。

3. 协议解析:位段可以用于解析和处理网络协议中的各种字段。网络协议中的各个字段通常是按位或按字节对齐的,使用位段可以将这些字段精确地映射到结构体中,方便对协议进行解析和操作。

4. 嵌入式系统:位段可以在嵌入式系统中节省存储空间。在资源受限的嵌入式系统中,使用位段可以减小数据结构的大小,节省内存空间和通信带宽。

5. 位压缩编码:位段可以用于实现位压缩编码(Bit Compression)。位压缩编码是一种将数据在存储或传输过程中进行压缩的技术,通过使用位段来表示特定的数据模式或规律,可以有效地减小数据的大小。

这个应用是在网上搜的,还是有许多用处的哈,哈哈。好了,本期内容就到此了,欢迎小伙伴们留言哦!期待与你们互动!❤❤❤

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