struct与他人的关系----union、class

2019/7/24 12:31:01 人评论 次浏览 分类:学习教程

一、struct与union的区别

1.两者的特点区别

1>在存储多个成员信息时,编译器会自动给struct第n个成员分配存储空间,struct 可以存储多个成员信息,而union每个成员会用同一个存储空间,只能存储最后一个成员的信息

2>两者都是由多个不同的数据类型成员组成,但在任何同一时刻,union只存放了一个被先选中的成员,而结构体的所有成员都存在。

3>对于Union的不同成员赋值,将会对其他成员重写,原来成员的值就不存在了,而对于struct 的不同成员赋值是互不影响的

注:在很多地方需要对结构体的成员变量进行修改。只是部分成员变量,那么就不能用联合体Union,因为Union的所有成员变量占一个内存。在链表中对个别数值域进行赋值就必须用struct.

接下来实例说明:

        struct 简单来说就是一些相互关联的元素的集合,说是集合,其实它们在内存中的存放是有先后顺序的,并且每个元素都有自己的内存空间。那么按照什么顺序存放的呢?其实就是按你声明的变量顺序来存放的。    

struct MyStruct
{
	float a; //4+4
	double b; //8
	int c; //4+4
};

结果如下:字节对齐后为24字节。(如果有疑问的小伙伴可以看看我上篇博客~)

       union 的不同之处就在于,它所有的元素共享同一内存单元,且分配给union的内存size由类型最大的元素 size 来确定,如下的内存就为一个double 类型 size :

union MyStruct
{
	float a; //4
	double b; //8
	char c; //1
}my;

结果如下:

         既然是内存共享,理所当然地,它不能同时存放多个成员的值,而只能存放其中的一个值,就是最后赋予它的值,如:

my.a = 2.5;

my.b = 3.68;

my.c = ‘a’;

          则最后的你只看到my.c = ‘a’,而其它已经被覆盖掉,失去了意义。


  接下来还有两个例子: 

union Buygoods
{
    int price;
    int discount;
};

int main()
{
	Buygoods goods;
	goods.discount = 8; //此程序中就只能使用discount成员变量
	goods.price = 10;   //同理
}

Buygoods联合只包含其中某一个成员,要么是price,要么是discount。
在union的使用中,如果给其中某个成员赋值,然后使用另一个成员,是未定义行为,后果自负。     

struct Buygoods
{
	int price;
    int discount;
};

struct成员是互相独立的,一个struct包含所有成员。修改其中一个的值,对另一个没有影响

        说到这里,大家应该已经明白两者最关键的区别了吧,无非就在于内存单元的分配和使用。然而要灵活地使用struct和union 还是存在许多小技巧的,比如:元素的相关性不强时,完全是可以使用union,从而节省内存size; struct和union还可以相互嵌套。(例如b+树的结构体定义,就是将叶子结点和分支结点用一个union联合体嵌套一个struct结构体)


2.两者的内存对齐的区别

struct的对齐方式大家可以看上篇博客~

接下来我主要说下union的对齐方式:

union u
{
	double b; //8
	char c; //1
};
union u2
{
	int c;
	char a[10];
};
union u3
{
   char a[10];
   char c;
};

int main()
{
   cout<<sizeof(u)<<endl; // 8
   cout<<sizeof(u2)<<endl; // 12
   cout<<sizeof(u3)<<endl; // 10
}

       我们都知道union的大小取决于它所有的成员中,占用空间最大的一个成员的大小。所以对于u来说,大小就是最大的double类型成员b了,所以sizeof(u)=sizeof(double)=8。但是对于u2和u3,最大的空间都是char[10]类型的数组,为什么u3的大小是10,而u2是12呢?关键在于u2中的成员int c。由于int类型成员的存在,使u2的对齐方式变成4,也就是说,u2的大小必须在4的对界上,所以占用的空间变成了12(最接近10的对界)。
      结论复合数据类型,如union,struct,class的对齐方式为成员中对齐方式最大的成员的对齐方式。

二、struct与class的区别

  1.默认继承权限。如果不明确指定,来自class的继承按照private继承处理,来自struct的继承按照public继承处理;
  2.成员的默认访问权限。class的成员默认是private权限,struct默认是public权限。
        除了这两点,class和struct基本就是一个东西。语法上没有任何其它区别。不能因为学过C就总觉得C++中struct和class区别很大,下面列举的说明可能比较无聊,因为struct和class本来就是基本一样的东西,无需多说。但这些说明可能有助于澄清一些常见的关于struct和class的错误认识:
(1)都可以有成员函数;包括各类构造函数,析构函数,重载的运算符,友元类,友元结构,友元函数,虚函数,纯虚函数,静态函数;
(2)都可以有一大堆public/private/protected修饰符在里边;
(3)虽然这种风格不再被提倡,但语法上二者都可以使用大括号的方式初始化:Aa={1,2,3};不管A是个struct还是个class,前提是这个类/结构足够简单,比如所有的成员都是public的,所有的成员都是简单类型,没有显式声明的构造函数
(4)都可以进行复杂的继承甚至多重继承,一个struct可以继承自一个class,反之亦可;一个struct可以同时继承5个class和5个struct,虽然这样做不太好。
(5)如果说class的设计需要注意OO的原则和风格,那么没任何理由说设计struct就不需要注意。
(6)再次说明,以上所有说法都是指在C++语言中,至于在C里的情况,C里是根本没有“class”,而C的struct从根本上也只是个包装数据的语法机制。
    最后,作为语言的两个关键字,除去定义类型时有上述区别之外,另外还有一点点:“class”这个关键字还用于定义模板参数,就像“typename”。但关键字“struct”不用于定义模板参数。

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