C之 struct 和 union（十）
我們先來介紹下 struct 。它可以看做是變量的集合，那麽一個空的結構體占多大內存呢？這是一個有趣的問題，按照理論分析，它應該是0。但是按照 C 語言的設計思想來說，不可能存在空結構體的，定義一個空結構體沒意義啊，所以應該報錯的。下來我們就分別在 gcc 和 BCC 編譯器上實驗下。由於代碼比較簡單，就不貼代碼了，我們直接來結果。圖一為在 gcc 編譯器下編譯的，圖二為在 BCC 編譯器下編譯的。
圖一
圖二
那麽我們可以看到在 gcc 編譯器中，它支持我們的第一種看法，即認為占0個字節的內存。但是在 BCC 編譯器中，它認為這樣是不合法的，定義空結構體根本沒必要，所以直接報錯了。
那麽我們在 C 語言中定義一個組數時，平常情況下只能定義大小是固定的數組。有沒有什麽辦法讓我們在 C 語言中定義一個動態大小的數組呢？辦法當然是有的，這時我們就要用到我們的 struct 了。我們可以利用 struct 來定義一個大小待定的數組，我們稱之為柔性數組。 在 C 語言中結構體的最後一個元素可以是大小未知的數組，那麽在結構體中的數組便是一個待使用的標識符，並不占用存儲空間。不信嗎？我們來做個實驗，代碼如下：
#include <stdio.h>
struct TS
{
int len;
int array[];
};
int main()
{
printf("sizeof(struct TS) = %d\n", sizeof(struct TS));
return 0;
}我們先來分析下這個代碼，結構體 TS 中定義了一個 int 類型的變量 len，還有個大小未知的數組 array。那麽這個可以編譯通過嗎？如果可以，它的大小又會是多少呢？我們來看看結果：
我們可以看到編譯器並沒有報錯，也就證明是可以這樣定義的，並且它的大小為 4 。這說明數組 array 並沒有占用內存。下來我們來介紹下柔性數組的用法，如下圖所示
我們來使用下柔性數組，代碼如下：
#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_SoftArray(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(5);
func(sa);
for(i=0; i<sa->len; i++)
{
printf("sa[%d] = %d\n", i, sa->array[i]);
}
delete_SoftArray(sa);
return 0;
}我們來看下編譯後的結果
我們已經成功實現了一個柔性數組，可以自己指定這個數組的大小了。
下來我們來介紹下 C 語言中的 union，它在語法上跟 struct 很像。但是 union 只分配最大的成員變量的空間，所有成員共享這個空間。union 的使用受系統大小端的影響，我們來看看系統的大小端內存是怎樣分配的，如下圖所示：
那麽在小端模式下，數據存儲在低位地址上。大端則相反，但是我們的程序取數據總是從低地址開始取的。在上圖中的程序中，如果系統是小端，則輸出為 1，反之則為 0。根據 union 這個特性，我們可以寫一個判斷系統大小端的函數。這道題也是筆試中我們經常會見到的，代碼如下：
#include <stdio.h>
int System_mode()
{
union SM
{
int i;
char c;
};
union SM sm;
sm.i = 1;
return sm.c;
}
int main()
{
if( 1 == System_mode() )
{
printf("小端模式\n");
}
else
{
printf("大端模式\n");
}
return 0;
}我們編譯後結果如下：
那麽我們本節學習了 struct 和 union 的有關特性，通過本節學習，總結如下：1、struct 中每個數據成員有獨立的存儲空間，可以通過最後的數組標識符產生柔性數組；2、union 中所有的數據成員共享同一個存儲空間，同時它的使用會受到系統大小端的影響。後面我們會繼續對 C 語言的學習。
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C之 struct 和 union（十）