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浅谈结构体及Linux下内存分配原则

  结构体在程序中的应用是很广泛的,要处理的问题越复杂,数据量越多月杂,就越需要用到结构体。比如网络,内核,驱动等等。熟练使用结构体对每个程序员都是至关重要的。一个好的结构体不仅能使程序体系结构清晰,而且使得操作灵活,可扩展性强。Linux网络之所以很强大,这和它里设计合理的数据结构有很大关系。


  结构体定义:


  struct a{


  int xx:4;


  int yy:4;


  };


  结构体初始化:


  方式一:


  struct a aa ={


  xx:2,


  yy:3


  };


  方式二:


  struct a cc ={


  .xx=6,


  .yy=1,


  };


  方式三:


  struct a dd={4,2};


  在定义中,可以限制变量的位的作用域,比如上面的:int xx:4;这表明xx的有效域只有4位,也就是能给他赋值的最大值为15,如果超过这个值,编译器就会报错:warning: overflow in implicit constant conversion。


  在这里如果你给xx赋值为15,如:


  struct a cc ={


  .xx=15,


  .yy=1,


  };


  然后输出:


  printf(“cc.xx = %d\n”,cc.xx);


  结果会是:-1


  因为这里定义的xx为int 型,15的二进制位1111,最高位为1,表示为负数,所以取反加1后为0001。所以是-1。


  这种位域操作的好处是当你不需要用到你定义的类型的长度时,可以加位域操作以节省内存空间。


  引出的其他问题


  这里用sizeof(struct a)得到的是4,如果不加位域限制则是8,至于为什么是4呢?4bit+4bit应该刚好是1byte啊,应该是1才对啊。这是因为我是在linux下编译执行的,而在linux对内存分配最小值为类型值的一半。(我在linux下做了实验)如下我定义了一个结构体:


  struct a{


  short int xx:2;


  short int yy:2;


  }bb;


  如上,我定义二个short int类型值,short int在32位linux下为2字节,这里二个相加不足一字节,但是输出sizeof(struct a)的值为2。不足一字节系统自动补满一字节。


  struct a{


  short int xx:9;


  short int yy:2;


  }bb;


  这个输出也是2。xx超过一字节,但是9+2=11,还没有超过16(2字节),我猜系统将xx超过的那1bit分到了yy那1bit里面了。


  struct a{


  short int xx:9;


  short int yy:9;


  }bb;


  这个输出是4。9+9=18,超过了16,系统各分配了2字节给xx和yy。