07｜整合数据：枚举、结构与联合是如何实现的？
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本文深入探讨了C语言中枚举、结构和联合的实现原理。首先，枚举类型在C语言中被编译为int类型，但存在一些潜在问题。其次，结构类型在内存中的布局并非严格连续，编译器会进行数据对齐以满足CPU的最高效率读写需求。文章通过C代码和对应的汇编代码展示了枚举和结构类型的实现细节，以及内存数据对齐的重要性。最后，联合是一种特殊的复合数据类型，内部定义的所有数据字段将占用同一块内存空间。总结来说，本文通过深入分析编译器对这三种数据类型的实现方式，为读者提供了对C语言中数据类型底层实现原理的深入理解，为编写高质量程序提供了有益的参考。
《深入 C 语言和程序运行原理》，新⼈⾸单¥59
全部留言(15)
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zxk共 24 字节： 1. short a、char b、char c 共 2 + 1 + 1 = 4 bytes； 2. padding = 4 bytes； 3. int* d 为 8 bytes； 4. 联合大小取决于最大的 double，为 8 byes； 综上，共为 2 + 1 + 1 + 4 + 8 + 8 = 24 bytes。作者回复: 回答正确！
2022-01-2211
Pushsadfc老师，那个关于c语言如何构建项目或者编程规范的书有推荐的咩作者回复: 有一本叫《C in a Nutshell: The Definitive Reference》的书，不知道符不符合你的需求。
2022-01-022
liu_liua - 2 字节 b - 1 c - 1 padding - 4 d - 8 union - 8 共 24 字节。 ------- 但老师，我有些地方不太明白。 当给思考题中的结构体赋值（我给它起名叫 User），并且 union 赋值为浮点数 1.25，如下： int main() { struct User u = {1, 'a', 'b', 0x10000, .e = 1.25}; return 0; } 汇编代码如下： ------ main: push rbp mov rbp, rsp mov WORD PTR [rbp-32], 1 mov BYTE PTR [rbp-30], 97 mov BYTE PTR [rbp-29], 98 mov QWORD PTR [rbp-24], 65536 movsd xmm0, QWORD PTR .LC0[rip] movsd QWORD PTR [rbp-16], xmm0 mov eax, 0 pop rbp ret .LC0: .long 0 .long 1072955392 -------- .LC0 这段应该是浮点数 1.25 的值。 movsd xmm0, QWORD PTR .LC0[rip]，我猜它的含义是把 1.25 的值放入 xmm0 寄存器中。 1. 那 .LC0[rip] 的意思是什么呢？为什么要把 rip 传入呢？ 2. 为什么 .LCO 中使用两个 .long 来表示呢？这里的具体含义是什么呢？ 望老师解答~作者回复: 很好的问题！下面是回答： 1. 这里的 “.LC0[rip]” 实际上是汇编代码中的一种通过 rip 寄存器来进行相对寻址的方式，一般也称为 pc-relative 或 rip-relative。rip 寄存器中存放着下一条将要执行的指令。而这里该条指令的寻址结果便是 .LC0 这个 label 的开头。 2. .long 是一个汇编指示标记，用于让汇编器在当前这个位置保留一个 4 字节的值。这里第一个 .long 0 是 1.25 对应二进制表示的低 32 位；第二个 .long 1072955392 则是对应高 32 位的十进制值。
2021-12-2232
sky问答题，X86_64架构下，24字节。综合考虑两个点： 1.结构体 内部成员 自然对齐； 2.结构体数组的内存对齐。作者回复: 正确！
2021-12-221
pedrox86_64 的平台下，sizeof 得到的大小为：24 = 8 + 8 + 8， 加上 packed 属性后，sizeof 为 20 = (1 + 1 + 2) + 8 + 8。作者回复: 没错！
2021-12-221- tanatang"因此，让枚举类型有助于组织程序代码的同时并确保它不被乱用，也是我们在构建高质量程序时需要注意的一个问题。" 这个具体怎么做呢？ 比如将 foo（）入参定义为 枚举类型。 但是调用 foo（3） 或者 int i= 6；foo（i）。 一样可以编译执行。
作者回复: 是的，你举的例子就是一个乱用的方式。编译器实际上有很大的宽容性，可以允许各种样式的代码通过编译，但在代码组织层面，各种语法结构怎么使用，需要团队整体有一个规范来约束。就比如你既然用枚举了，那就不要直接传数字，而是应该用带有业务含义的枚举值，等等。
2023-02-08归属地：四川 
may_huang老师有比较好的讲汇编的书推荐吗？代码中有些汇编代码不是很懂。作者回复: 可以看看有关 x86 汇编的书，推荐一本入门的：《x86汇编语言：从实模式到保护模式》，进阶一点可以看《X86/X64 体系探索及编程》。
2022-08-03归属地：北京2
好吃不贵可以用gdb的ptype来查看各字段的大小。 ptype /o a /* offset | size */ type = struct { /* 0 | 2 */ short a; /* 2 | 1 */ char b; /* 3 | 1 */ char c; /* XXX 4-byte hole */ /* 8 | 8 */ int *d; /* 16 | 8 */ union { /* 8 */ double e; /* 4 */ int f; /* total size (bytes): 8 */ }; /* total size (bytes): 24 */ }作者回复: 👍🏻
2022-06-15
张贺40个字节作者回复: 不对哦，再看看？
2021-12-22
=x86-64 gcc 11.2编译器下，为24bytes。 short类型的a占用2bytes； char类型的b占用1bytes，此时满足自然对齐； char类型的c占用1bytes，此时满足自然对齐； 指针类型的d占用8bytes，此时不满足自然对齐，需要先填充4bytes的padding，然后再放置8bytes的d； 联合的大小与double类型保持一致，因此是8bytes，此时满足自然对齐。 综上，总共是2+1+1++4+8+8=24bytes2022-01-0526
