C语言详细分析讲解struct与union使用方法

Bonnie ·

更新时间:2024-09-20

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一、struct 的小秘密

二、结构体与柔性数组

三、C语言中的 union

四、小结

一、struct 的小秘密

C语言中的 struct 可以看作变量的集合

struct 的问题：空结构体占用多大内存?下面编写程序看一下吧：

#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;
}

下面为输出结果，可以看到在 gcc 编译器中空结构体的大小就为0。

二、结构体与柔性数组

柔性数组即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

思考一下，下面的语句所占内存空间为多少呢，没错，就是 4。

SoftArray 中的 array 仅是一个待使用的标识符，不占用存储空间。

下面看一段柔型数组使用的代码：

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
struct SoftArray
{
    int len;
    int array[];
};
struct SoftArray* create_soft_array(int size)
{
    struct SoftArray* ret = NULL;
    if(size > 0)
    {
        ret = (struct SoftArray*)malloc(sizeof(struct SoftArray) + sizeof(int) * size);
        ret->len = size;
    }
    return ret;
}
void delete_soft_array(struct SoftArray* sa)
{
    free(sa);
}
void func(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 = create_soft_array(10);
    func(sa);
    for(i = 0; i < sa->len; i++)
    {
        printf("%d\n",sa->array[i]);
    }
    delete_soft_array(sa);
    return 0;
}

下面为输出结果：

虽然 array[ ] 数组在定义的时候没有指定大小，但是可以在后面使用 malloc 函数来指定大小。柔性数组的好处就是 func() 函数有一个指向柔性数组的合法指针就行，不用传递要处理的数组大小。

三、C语言中的 union

C语言中的 union 在语法上与 struct 相似

union 只分配最大成员的空间，所有成员共享这个空间

如下：

union 的使用受系统大小端的影响

如下，就是定义的字面量常数 i 在大小端的存储位置：

小端模式下地址值存储低位数据，大段模式下低地址存储高位数据。

下面编写程序来判断一下系统的大小端：

#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;
}

下面为输出结果：