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Linux-----结构体与联合体，大小端模式

article 2025/1/9 19:49:36

结构体和联合体

结构体：

联合体：

大小端模式

大端

小端

判断自身环境是大端还是小端

结构体和联合体

结构体：

结构体会存在字段对齐的情况：

#include <stdio.h>

struct Fitz {
    char b;
    int a;
};

int main(int argc, char const *argv[])
{
    struct Fitz fitz;
    printf("%d\n", sizeof(fitz));
    
    return 0;
}

案例，判断下面结构体字节数：

struct data {
    char name[10];
    int age;
};

答案：16个字节

一个int 是4字节，上面有10个char，需要10个字节，根据结构体字段空间对齐的特性，应该按照4个字节划分，应该划分为4,4,4,4，第三个4实际上只存储了2个char类型，所以整体就是16个字节，如果按照下面的情况的话就存储满了，刚好满16字节。
struct data {
    char name[10];
    char a;
    char b;
    int age;
    
};

struct data {
    char name[10];
    int age;
    char a;
};

答案： 20个字节

划分为4,4,4,4,4，最后一个char需要另外一个4字节空间

struct data {
    char name[10];
    int age;
    char a;
};

struct node {
    struct data d;
    struct node* next;
};

答案：node是32字节

在64位操作系统指针一般是8字节，32位是4字节，所以根据结构体对齐划分应该是8,8,8,8 所以一共32字节。64为操作系统为例：对于data这个结构体，原本是20个字节的，划分为4,4,4,4,4，如果扩展为8位的话，前两个4组成一个8，中间两个4组成一个8，剩下最后一个4扩展为一个8，所以划分8,8,8,一共24字节，最后加上指针占8字节，总共32字节。

联合体：

这玩意跟结构体写法上很像，比如

union main
{
    char name[10];
    int age;
};

在 union 中，所有成员共享相同的内存区域，因此 union 的大小是它 所有成员中占用空间最大的成员的大小，并可能进行适当的对齐填充，对齐方式如下：

能够容纳成员中最大空间的成员的大小；
大小必须是对齐单位的倍数，而对齐单位取决于成员中对齐要求最大的成员。

所以根据这两个规则，上面那个联合体大小应该是12，首先选取对齐单位，显然是int 为4自己，然后最大成员是char name[10]是10字节，所以选择4最小倍数能大于10，所以是12字节。

然后就是联合体值的问题，这里跟结构体不一样，结构体每一个成员都有自身的空间，所以你可以对这些成员分别赋值，但是联合体你只能选择其中一个成员赋值，如果第二次选择另外一个成员赋值的话就会把上一个成员清空掉，因为大家都是共享内存的，等于擦掉黑白重新写字一样。

    union main fitz;
    strcpy(fitz.name, "fitz");
    
    fitz.age = 18;
    printf("%s\n", fitz.name);
    printf("%d\n", fitz.age);

大小端模式

参考：什么是大小端？如何确定大小端？-CSDN博客

大小端（Big-endian 和 Little-endian）是计算机存储数据的一种方式，描述了多字节数据在内存中的排列顺序。

看下面案例就明白了。

大端

说白了就是高位数据存放在低地址，低位数据存放高地址

小端

高位数据存放在高地址，低位数据存放低地址

判断自身环境是大端还是小端

很简单，一个联合体就搞定了。成员只需要使用一个short类型（两个字节），还有两个连续char类型即可，然后对short类型赋值，方别查看低地址的char类型和高地址char类型对应的值是什么就行了：

#include <stdio.h>

union main
{
    short a;
    char  b[2];
};


int main(int argc, char const* argv[])
{
    union main fitz;
    fitz.a = 0x1234;
    printf("%x\n", fitz.b[0]);
    printf("%x\n", fitz.b[1]);
    return 0;
}