結構體知識進階

結構體知識進階

總所周知，結構體是C語言中重要的數據類型，可以存放多種不同類型的數據

結構體的一般用於存放類型不同但是又相互關聯的數據，例如：一個人的身份信息包括姓名、性別、年齡和身份證號，這些數據需要由不同的數據類型存放，但是又都表示一個人的信息，這時一般會使用到結構體對該數據進行存儲，但是結構體所能夠支持的不止如此

接下來，我將介紹幾種開發中常用的結構體的高級操作

位域

我們都知道，C語言中不包含bool類型，需要表示true或false時一般使用1和0表示

如果我們的結構體中有大量的bool類型的數據需要存放，我們就需要聲明大量的int類型來存放這些數據，這樣操作就會造成資源浪費，而位域可以很好的解決這個問題

概念

位域，C語言允許在一個結構體中以位爲單位來指定其成員所佔內存長度，這種以位爲單位的成員稱爲“位段”或稱“位域”( bit field)

使用實例如下：

#include <stdio.h>

typedef struct
{
	int true;
	int false;
}res;

typedef struct
{
	unsigned int true : 1;
	unsigned int false : 1;
}bool;

int main()
{
	res RES;
	RES.true = 1;
	RES.false = 0;

	bool result;
	result.true = 1;
	result.false = 0;

	printf("The size of RES is: %d\n",sizeof(res));
	printf("The RES.true is: %d\n",RES.true);
	printf("The RES.false is: %d\n",RES.false);

	printf("The size result is: %d\n",sizeof(bool));
	printf("The result.true is: %d\n",result.true);
	printf("The result.false is: %d\n",result.false);

	return 0;
}

程序運行結果如下：

The size of RES is: 8
The RES.true is: 1
The RES.false is: 0
The size result is: 4
The result.true is: 1
The result.false is: 0

這裏涉及到一些計算機底層存儲機制，例如數據的符號位等存儲細節，導致bool類型的長度並不是2，這裏就不再深究，畢竟筆者能力有限

存放函數指針

結構體中可以聲明函數指針，將函數的返回值直接保存在結構體中

結構體中聲明函數指針的類型，但是函數的具體實現需要自行編寫，更重要的是，結構體中的類型並不是固定的，而是可以動態改變的

使用實例如下：

#include <stdio.h>

typedef struct
{
		int(*func)(int a,int b);
}test;

int add(int x,int y)
{
		return x+y;
}

int mul(int x,int y)
{
		return x*y;
}

int main()
{
		test T;
		T.func = add;
		printf("The res is: %d\n",T.func(1,1));

		T.func = mul;
		printf("The res is: %d\n",T.func(2,3));
		return 0;
}

程序運行結果如下：

The res is: 2
The res is: 6

動態結構體的使用

結構體在編程開發中，是經常被使用的數據類型。在實際的開發中，有些結構體在聲明的時候總是需要聲明多種變量，但實際使用時並不總是需要全部使用

但是結構體的聲明是靜態的，即使結構體爲空，它也仍要佔據大量的空間，造成資源浪費。如果是發送數據且發送數據頻率過高，就會佔用大量帶寬，影響系統的性能

問題示例
例如：一個客戶端和服務器需要使用TCP進行數據交互，客戶端向服務器發送點雲數據；正常情況下，客戶端只會發送一小部分的點雲數據（少量的點的位置發生變化），只有在極少的情況下，才需要發送全部的數據（所有點的位置信息都更新）
但是在項目開發中，存放點雲數據的結構體的大小是能夠存放所有點數據的，這樣就會造成每次發送給服務器的數據包的大小都是最大尺寸的，造成網絡帶寬佔用極大

參考鏈接：https://blog.csdn.net/zhanshen112/article/details/80791622

動態結構體實例：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
#define LEN sizeof(Data)

typedef struct
{
	int val;
}test;

typedef struct
{
    int num;
	test t[];
} Data;
 
int main()
{
    int len, i;
    Data *pData;
    printf("請輸入test結構體的個數：\n");
    scanf("%d", &len);
    pData = (Data*)malloc(LEN+sizeof(test)*(len-1));
	
	printf("請輸入Data結構體的值：");
	scanf("%d",&(pData->num));
	for (i = 0; i<len; i++)
    {   
		printf("請輸入pData->t[%d].val 的值\n",i);
        scanf("%d", &pData->t[i].val);
    }

	printf("The Data.num is %d\n",pData->num);
		for (i = 0; i<len; i++)
    {   
        printf("The pData[%d].val is %d\n",i,pData->t[i].val);
    }
    return 0;
}