内存对齐与自定义类型
1、内存对齐linux
（一）、为何会有内存对齐？c++
一、为了提升程序的性能，数据结构（尤为是栈）应该尽量的在天然边界上对齐。缘由是为了访问未对齐的内存，处理器须要进行两次访问，而访问对齐的内存，只须要一次就够了。这种方式称做“以空间换时间”在不少对时间复杂度有要求问题中，会采用这种方法。数组
二、内存对齐可以增长程序的可移植性，由于不是全部的平台都能随意的访问内存，有些平台只能在特定的地址到处读取内存。数据结构
通常状况下内存对齐是编译器的事情，咱们不须要考虑，但有些问题仍是须要考虑的，毕竟c/c++是直接操做内存的语言，须要了解程序在内存中的分布和运行原理。ide
（二）、内存对齐：那么如何对齐呢？性能
对齐原则：数据存放的起始位置是自身大小的整数倍处。指针
例：内存从0地址处开始。调试
char1个字节，因此对齐后它能够存放到地址是1的倍数处。内存
short2个字节，因此对齐后它能够存放到地址是2的倍数处。编译器
int是4个字节，因此对齐后它能够存放到地址是4的倍数处。
double是8个字节，因此对齐后它能够存放到地址是8的倍数处。
如今相信你已经明白了内存对齐的原则，接下来咱们看看结构体内存对齐。
（三）、在了解结构体内存对齐以前先来了解几个概念：
一、默认对齐数:在vs下内存对齐数默认是8，linux是4.能够经过#program pack ()来修改默认对齐数。
二、偏移：相对于起始位置的的位置。例如起始位置是2，那么2就是0偏移处，3就是1偏移处。
三、对齐数：变量自身的大小和默认对齐数之中的最小值。假设默认对齐数是8，int类型的对齐数就是4.由于int大小是4，小于8
2、结构体内存对齐原则：
一、结构或联合的数据成员，第一个成员放到0偏移的地方，之后每一个数据成员都放到自身对齐数的整数倍偏移处。
二、结构体的大小必须是最大对齐数的整数倍。
例1：
struct stu
{
char c; //对齐数是1
short b; //对齐数是2
double d; //对齐数是8
int i; //对齐数是4
};
例2：
struct stu
{
char c; //对齐数是1
short b; //对齐数是2
struct A
{
double d; //对齐数是8
};
int i; //对齐数是4
}s;
嵌套结构体的大小，其分析方法仍是同样，最大对齐数是8，sizeof(s)=24。
3、自定义类型
（一）、结构体声明
一、没有标签，不完整的声明。同时还定义一个变量。
struct
{
charc;
shortb;
inti;
}t1;
二、有标签的声明，但没定义变量的声明。
struct A
{
charc;
shortb;
inti;
};
//定义一个变量struct A *s1;
//注意，在同一个程序中，同时声明一、2两个结构体，则一、2两个结构体会被认为是不一样类型的。因此 s1=&t1是错误的。
三、有标签的声明，同时还定义一个变量。
struct A
{
charc;
shortb;
inti;
}t3;
四、声明的同时对结构体重命名为A.
typedef struct A
{
charc;
shortb;
inti;
}A;
五、先有鸡仍是先有蛋
struct B //不管哪一个放到前面都不对
{
structAa;
}s;
structA
{
structBb;
};
若是两个结构体相互嵌套，则在声明的时候须要对其中一个结构体进行不完整的声明。
structA;
struct B
{
structAa;
}s;
structA
{
structBb;
};
（二）、结构体的初始化：
例如：
typedef struct A
{
charc;
shortb;
inti;
}A;
As1 = {'c', 2 , 4 };
（三）、结构体的自引用：（结构体的自引用一般会用在链表这种线性结构中用到）
一、错误的自引用方式，很容易理解的，结构体里面又有结构体，这样一直循环下去。（从前有座庙，庙里有个老和尚，老和尚给小和尚讲故事..........^v^）
typedef struct A
{
intdata;
structAn; //死循环
}A;
二、错误的只引用，由于结构体被从新命名为A是在引用以后。
typedef struct //在结构体自引用的时候标签不能省略。
{
intdata;
An; //必须使用完整的结构体名称
}A;
三、正确的方式
typedef struct A
{
intdata;
structA *n; //用完整的结构体名称，声明一个结构体指针，
}A;
（四）、结构体作参数传递的效率：
当结构体很大时，结构体在做为参数传递时，咱们传递它的地址，这样可以提升效率，若是你不想改变结构体内容，则在形参处加上const就行。
（五）、柔性数组：
在结构体中最后一个成员容许是未知大小的数组，这个数组成为柔性数组（柔性数组以前至少有一个成员变量）
typedef struct A
{
inti;
char a[];
}A;
含有柔性数组的结构体大：这样的结构体，它的大小不包括柔性数组，因此sizeof(A)=4;空结构体的大小是1；
（六）、位段（位域）：
一、概念：在一个结构体中以位为单位来指定成员所占内存的实际大小，这种以位为单位的成员咱们称为位段，位段是一种特殊的结构体，位段的声明和任何普通的结构体成员声明相似，以下：
Struct 位段结构体名
{
Unsigned 位段名：位段长度；
Unsigned 位段名：位段长度；
………………..
Unsigned 位段名：位段长度；
}位段结构体变量名；
但有两个例外，首先位段成员必须声明成int ,unsigned int, signed int,。其次，在成员的后面是一个冒号和一个整数，这个整数指定该位段所占用位的个数。（实际验证后发现char类型也能够，可是注意，位段中不能将int 和char 混合使用）。
二、 位段使用时须要注意是：
一、位段结构体中的成员不能使用数组和指针，但结构体变量可使数组或者指针。
二、由于数组和指针都是以字节为单位的，同理也不能用&获取位段的地址。
三、位段不支持移植。
例1：声明一个位段，咱们先来分析一下他在计算机里面是如何存储的（一个无符号的int是4字节）。
struct tagAAA
{
unsigned int a : 1;
unsigned int b : 2;
unsigned int c : 6;
unsigned int d : 4;
unsigned int e；
}AAA_S;
由此咱们能够明白位段的优势，原本定义了5个成员，须要5个存储单位，可是使用位段后只须要4个存储空间就足够了。
三、优势：
但它的成员是一个或多个位的字段，这些不一样长度的字段其实是存储于一个或多个×××变量中，他的优势是可以以较少的内存单元存储数据。位段能够用×××形式输出。
例2：
struct tagAAA
{
unsigned int a : 1;
unsigned int : 2; //没有声明变量，可是却指定位段大小，称为占位。
unsigned int c : 6;
unsigned int d : 4;
unsigned int e; //没有指定位段大小，默认为自身类型的大小
}AAA_S;
（七）、联合
一、联合的声明：
typedefunionA
{
inti;
charc;
}A;
二、联合的特色：
联合成员之间共用同一块空间。联合的大小等于成员中所占内存最大变量大小。能够用来测大小端。
（八）、枚举：
一、声明：
typedefenumA
{
zero,
one,
two
}A;
若是没有对枚举成员进行初始化时，则默认枚举成员从0开始依次递增
注意：
一、在同一个程序中，不能不能声明同名的枚举类型
二、在同一个程序中，不一样的枚举类型的枚举成员不能同名。
三、任何枚举的大小都是4
二、枚举与#define 标识符之间区别：
一、#define 标识符在预编译期间进行简单替换。枚举类型在编译的时候肯定其值。
二、枚举常量能够调试，#define 标识符不能够。
三、枚举一次能够定义大量的枚举量。
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