用C语言编程,如何节省存储空间?

作者:十月天文

C语言的共用体union

共用体是一种特殊的数据类型,允许您在相同的内存位置存储不同的数据类型。

什么意思呢,就是在同一块内存存储可以定义多个数据类型,但是在使用的时候,只有一个变量有效。

这里就有一个问题,变量有大有小呀,对的,所以这个时候共用体的空间为内部变量最大占用空间的值。

如此这般,共用体就可以通过共享存储空间,来避免当前没有被使用的变量所造成的存储空间的浪费。

共用体的成员可以使用任何数据类型,但是一个共用体所占用的存储空间的字节总数,必须保证至少足以能够容纳其占用空间字节数最大的成员。并且共用体每次只允许访问一个成员,也就是一种数据类型,确保按照正确的数据类型来访问共用体中的数据,就是你的责任了。

先看看union的格式:

其中:

union为类型变量;

tag为共用体的标记;

member definition为变量的定义;

举个例子:

通过这个例子可以看到,这个结构体的大小是多少呢?可以通过程序来确认一下。

OK,这次我们来聊聊结构体。

任务来了,我想让你给学生建立一个数据库,该怎么来做。

这个学生包含的信息如下:

ID:也就是学号,唯一区别码,用整型表示

Name:姓名,用字符串表示

Age:年龄,用整型表示

Sex:性别,用字符串表示

按照目前学过的知识我们的代码如下,比如先来一个李雷同学的吧:

C语言 共用体的访问

共用体的访问与结构体类似,也是有2中类型,我们只看看成员访问运算符.。

所以按照通用的赋值方式,来看一下是否按照我们预定的方式运行。

从结果上来看,what are you弄啥嘞,感觉什么跟什么呀,只有最后的字符串是正确的,这也就间接证明了共用体使用相同的存储空间,其他类型的赋值会破坏原先的赋值,正常情况下只有最后一次的赋值才会保证正确结果。

所以我们需要在每次赋值后直接查看结果,是可以保证结果正确的:

再次运行,可以看到结果就按照预想的进行了。

编译运行

输出结果

除了共用体还有什么可以节省存储

C语言的结构体位域

前面可以看到,使用unoin共用体可以节省数据的存储空间。

同样,在结构体或者共用体中,使用位域也可以达到这个效果。

先看看什么时候可以使用位域,这个特点大多数人都不会用到,用到的大部分人都基本跟底层打交道,比如驱动开发、单片机开发等。

先看一个最简单的例子,比如我们的红绿灯系统,先定义一个结构体:

此时如果看一下TrafficLight结构体的大小,应该是12个字节

是我们知道对于这几种灯而言,只有2中状态,开和关,也就是1和0,也就是1个bit其实就能表达,所以针对这种情况,有了位域的概念,先看一下位域的声明:

type:整数类型

name:为位域的名称

width:为位域中位的数量,其值需要小于等于type指定的类型大小

所以交通灯的结构体使用位域的概念就如下所示:

三色红绿灯加起来一共需要3个bit,所以一个无符号整型就可以容纳这些值了,此时看一下这个结构体的长度,应该为4。

总结一下:

当结构体或共用体中有无符号整型或有符号整型成员时,C语言允许用户指定这些成员所占用的存储位数,即位域。通过将数据存储在它们所需的最小数目的存储位内,位域能够有效地提供存储空间的利用率,但是,要注意,位域成员必须被声明为有符号整型或无符号整型。

代码如下:

编译运行

直接输入make就可以了。

运行输出如下:

扩展

既然位域指定了长度位,所以就涉及到万一赋值超过了会发生什么情况,可以通过给红绿灯赋一个大值看看。

比如复制一个2,那么会得到如下警告:

warning: implicit truncation from ‘int’ to bit-field changes value from 2 to 0 [-Wbitfield-constant-conversion]

编译有警告,不过还是生成了可执行文件,运行下看看结果吧。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191016A08TKC00?refer=cp_1026
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