Расположение структурных переменных в памяти

Имена полей одного типа можно перечислить через запятую.

Например:

struct PointRecType

{int x, y;

};

Имена полей в одном шаблоне структуры должны быть уникальными. Однако в разных шаблонах можно использовать совпадающие имена полей. Более того, имя шаблона может совпадать с именами полей и переменных. Поскольку имена полей «скрыты» внутри шаблона, они могут дублировать «внешние» переменные и поля в других описаниях структур.

Например:

structPointRecType //определение шаблона структурыPointRecType

{ int x, y;

};

 

structColorPointRecType //определение шаблона структурыColorPointRecType

{int x, y;

unsigned color;

};

 

struct // определение шаблона структурыбез имени

{ PointRecType point;

ColorPointRecType color_point;

} big_struct; // определение структурной переменнойbig_struct

 

int x, y; //определение простых переменных

PointRecType point; //определение структурной переменной типа PointRecType

ColorPointRecType color_point ; //определение структурной переменной типа ColorPointRecType

Здесь x,
point.x,
color_point.x,
big_struct.point.x,
big_struct.color_point.x – разные значения.

Как мы видим из примера, элементом определяемого структурного типа может быть другая структура, тип которой уже определен. В качестве членов структуры можно объявлять массивы других структур. В отношении полей структурного типа существует только одно существенное ограничение – поле не может иметь тот же тип, что и определяемый структурный тип, однако оно может иметь тип указателя на этот тип.

Например:

struct Book{Book my_s; //error !!!!!

char name[20];

char title[44];

int year;

float price;

};

struct Book{Book & my_s; //error !!!!!

char name[20];

char title[44];

int year;

float price;

};

 

struct Book{Book *my_s; //OK!!!!!

char name[20];

char title[44];

int year;

float price;

};

 

Область видимости шаблона структуры:

· локальный шаблон структуры описан внутри блока { }и видим только из пределов данного блока, в частности из пределов конкретной функции;

· если описание шаблона структуры помещено вне блоков, такой шаблон видим во всех функциях ниже точки описания шаблона до границы файла. Нельзя описать шаблон с реквизитом extern.

 

Изучая структуры, имеет смысл обращать внимание на их представление в памяти компьютера. Порядок описания полей в определении структурного типа задаёт порядок их расположения в памяти.

Рассмотрим структуру:

struct {

long L;

int i1, i2;

char c[4];

} STR1;

 

 

В памяти каждый элемент имеет свое место, и размещаются они последовательно:

f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff

long L int i1 int i2 char c[4]

 

Компилятор выделяет под структурную переменную STR1 число байтов памяти, достаточное для хранения всех ее полей. Однако выделенное количество байт не всегда равно сумме длин отдельных полейиз-за влияния дополнительного фактора внутреннего представления структурных переменных,называемоговыравниванием.

При выравнивании на границе байта отдельные поля структурной переменной в памяти располагаются без зазоров, с любого четного или нечетного адреса; размер занимаемой структурной переменной памяти равен сумме размеров полей шаблона структуры.

Выравнивание на границе байта устанавливает директива препроцессора
#pragma pack(push,n); аргумент n задает выравнивание данных в структурах на n байт (n=(1,2,4,8,16) ). Отмена директивы: #pragma pack(pop). Директива #pragma pack(show) выводит в качестве warning значение выравнивания по умолчанию, например: value of pragma pack(show) == 8.

При выравнивании на границе слова компилятор при размещении структурной переменной в памяти может вставлять между полями пустые байты для того, чтобы соблюдались следующие правила:

· отдельная структурная переменная (элемент массива структурных переменных) начинается на границе слова;

· любое поле, тип которого не совпадает с типом char, будет начинаться на границе слова;

· при необходимости в конце структурной переменной добавляются байты.

 

Расположение в памяти структурной переменной STR2при наличии выравнивания на границе 4 –х байт:

struct {

long L;

char c[3];

int i1, i2;

} STR2;

f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 fa fb fc fd fe ff

long L char c[3] int i1 int i2

Сумма размеров элементов структуры (4+3+4+4=15) меньше, чем отведено структуре в целом (16) из-за того, что размер массива char c[3]; не кратен длине слова компьютера и перед элементом int i1 для выравнивания вставлен пустой байт.

 

Выделенное число байт возвращает операция sizeof .