程序好不好,高不高效與數據結構的設計息息相關。因為經常學習,閱讀別人的代碼,在學習過程中就發現了兩個不常見的結構體數據類型的用法。有關結構體的基礎知識就不說了,就說說這兩個“另類”,特整理出來:
1,結構體的對齊:typedef __packed struct
作為一種數據集合,struct常用在數據結構中。而struct的字節對齊方式對于嵌入式底層的程序員來講是必須掌握的。現代計算機中內存空間都是按照byte劃分的,從理論上講似乎對任何類型的變量的訪問可以從任何地址開始,但實際情況是在訪問特定類型變量的時候經常在特定的內存地址訪問,這就需要各種類型數據按照一定的規則在空間上排列,而不是順序的一個接一個的排放,這就是對齊。
對齊的作用和原因:各個硬件平臺對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平臺對某些特定類型的數據只能從某些特定地址開始存取。比如有些架構的CPU在訪問 一個沒有進行對齊的變量的時候會發生錯誤,那么在這種架構下編程必須保證字節對齊.其他平臺可能沒有這種情況,但是最常見的是如果不按照適合其平臺要求對 數據存放進行對齊,會在存取效率上帶來損失。比如有些平臺每次讀都是從偶地址開始,如果一個int型(假設為32位系統)如果存放在偶地址開始的地方,那么一個讀周期就可以讀出這32bit,而如果存放在奇地址開始的地方,就需要2個讀周期,并對兩次讀出的結果的高低字節進行拼湊才能得到該32bit數 據。顯然在讀取效率上下降很多。
下面看一個例子(32bit,x86環境,VC++6.0編譯器):
struct A
{
int a;
char b;
short c;
};
struct B
{
char b;
int a;
short c;
};我們知道在VC++6.0中,以上幾種數據類型的長度如下:
char: 1;
int: 4;
short:2;
以上兩個結構體的大小如下:
sizeof(strcut A)值為8
sizeof(struct B)值是12;
結構體A中包含了4字節長度的int一個,1字節長度的char一個和2字節長度的short型數據一個,B也一樣;按理說A,B大小應該都是7字節。之所以出現上面的結果是因為編譯器要對數據成員在空間上進行對齊。以上是按默認方式對齊。
如果指定對齊方式:
#pragma pack (2) /*指定按2字節對齊*/
struct C
{
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定對齊,恢復缺省對齊*/sizeof(struct C)值是8。
修改對齊值為1:
#pragma pack (1) /*指定按1字節對齊*/
struct D
{
char b;
int a;
short c;
};
#pragma pack () /*取消指定對齊,恢復缺省對齊*/
sizeof(struct D)值為7。ARM下的對齊處理,可以使用 __packed,(_packed有可能是編譯器關鍵字 )
typedef struct
{
char x;
int y;
}struct1;
typedef __packed struct
{
char x;
int y;
}struct2;在32位的ARM SDT編譯器中
sizeof(struct1)值為8
sizeof(struct2)值為5;
__packed是進行一字節對齊。使用_packed一般會以降低運行性能為代價,由于大多數cpu處理數據在合適的字節邊界數的情況下會更有效,packed的使用會破壞這種自然的邊界數。
2,結構體的位域操作:如:
STRUCT_USARTx_Fram //串口數據幀的處理結構體
{
char Data_RX_BUF [ RX_BUF_MAX_LEN ];
//char Data_RX_BUF [ 1024 ];//最大接收1024個字節
union //該聯合體共占共用16位內存,即u16類型
{
u16 InfAll;
struct
{
u16 FramLength :15; //
u16 FramFinishFlag :1; //
} InfBit;
};
} strEsp8266_Fram_Record;
這種用法不是很常見,閱讀量不大的人難以見到。個人認為主要目的是為了節省內存。如何理解?如何使用?可以在vc++6.0模擬。
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