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闲聊C语言结构体(c语言结构体什么意思)

gowuye 2024-04-25 04:40 11 浏览 0 评论

结构体是 C 语言主要的自定义类型方案,这篇就来认识一下结构体。

一、结构体的形态

C源程序(struct.c):

#include <stdio.h>

typedef struct{
	unsigned short int a;
	unsigned short int b;
}Data;

int main()
{
	Data c, d;
	
	c.a = 1;
	c.b = 2;
	d = c;
	
	printf("d.a:%d\nd.b:%d\n", d.a, d.b);
	return 0;
}

赋值部分翻译后:

	movw	$1, 28(%esp)	# c.a = 1
	movw	$2, 30(%esp)	# c.b = 2
	movl	28(%esp), %eax	#
	movl	%eax, 24(%esp)	# d = c

  可以看出:

  • c.a 是在 28(%esp) 之后的2个字节
  • c.b 是在 30(%esp) 之后的2个字节
  • c 是 28(%esp) 之后的4个字节
  • d 是 24(%esp) 之后的4个字节

不得不感叹名字(结构体名字、子元素名字)再一次被抛弃了,子元素名代表的是相对于结构体的偏移。

二、结构体的复制

很早就被告知:数组不能复制!但是当发现下面这个程序正常运行后,我困惑了(block.c):

#include <stdio.h>

typedef struct{
	char data[1000];
}Block;

Block a={{'a','b','c',}};

int main()
{
	Block b;

	b=a;
	
	puts(b.data);
	return 0;
}

Block a={{'a','b','c',}} 是对 a 的部分初始化,'c' 后面自动填 0,写成 Block a={{"abc"}} 也一样,C 语言对初始化还是很宽容的。

上面这个程序居然正常的编译、运行了,这究竟是怎样的逆天? 看看汇编部分:

leal	24(%esp), %edx
movl	$a, %ebx
movl	$250, %eax
movl	%edx, %edi	# edi = &b
movl	%ebx, %esi	# esi = &a
movl	%eax, %ecx	# ecx = 250
rep movsl

我们发现程序确实通过 250 次 movsl 复制了一个"数组"。其原因是:结构体是可以复制的,结构体又可以包括任意类型的子元素,数组也行,所以"数组"也被复制了。

那为什么纯粹的数组就不能复制呢?

我们可以这样去理解:一个变量能被复制的必要条件是我们知道它的大小。结构体做为自定义类型,在编译的时候编译器必然存储了它的子元素类型、个数等相关信息,结构体的大小也就知道了;而数组一般只在乎它的类型和起始地址,元素个数总是被忽视的(例如:void func(char s[]) 可接受任何长度的字符数组做参数),而且元素个数也没有被当做数组的一部分存入内存,所以数组的复制是不好实现的。

三、结构体中的数组和指针

对于结构体中的指针,如果把结构体a赋值给结构体b,那么对于指针来说,只是简单的拷贝指针地址,并不会重新分配一个内存空间,以及新的指针地址。也就是说结构体a和结构体b中的指针,共享空间。 对于结构体中的数组,则恰恰相反,他们并不共享空间,而是重新分配一个内存空间,用以保存数组内容。 我们可以这样去理解:一个变量能被复制的必要条件是我们知道它的大小。因此,在计算结构体大小时,结构体中的指针只占有了四个字节,而数组则占用数组本身的大小,因此,指针只是简单的拷贝指针地址,而数组却可以重新分配一个内存空间来保存数组内容。

四、小结

如果给结构体下一个实在点的定义话,那就是:有格式的字节数组。有了结构体后 C 语言的变量类型就丰富多了,但是同时也要注意:

  1. 超过 4 字节的结构体不宜做参数(参数传递浪费时间、空间),换做指针更好。
  2. 超过 4 字节的结构体不宜做返回值类型(话说一般返回值都用 eax 来存,那么超过 4 字节的时候怎么存呢?自己去探索吧!)。

五、关注&&联系

gitee: https://gitee.com/cmcc-oneos/OneOS-Lite

docs: https://oneos-lite.com/

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