【CC++】C语言中关于结构体的内存空间、数组、指针变量参数等

关于这几个问题论坛上已经有比较详细的文章，这里主要描述一些遇到的问题，并附上链接。

一、结构体内存对齐

例如采用数组的形式顺序存储线性表时，以下两种表示都可以：

typedef struct LNode *List; struct LNode{ ElementType Data[MAXSIZE]; int Last; }; typedef struct LNode *List; struct LNode{ ElementType *Data; int last; };

他们在初始化的时候会略有不同，第一种结构体的内存空间中就包括这个数组，而第二种，结构体内只是一个指针，在初始化线性表时要再给这个指针指向的数组申请内存空间。

List MakeEmptyList(){ List PtrL; PtrL = (List)malloc(sizeof(LNode)); PtrL->Last = -1; return PtrL; } List MakeEmptyList(int MaxSize){ List PtrL; PtrL = (List)malloc(sizeof(LNode)); PtrL->Data = (ElementType *)malloc(MaxSize * sizeof(ElementType)); PtrL->Last = -1; return PtrL; }

那这里就有个问题，这两种结构体分别是申请了多大的空间？假设我们这里的ElementType是double型的，对于第一个定义中Maxsize为2。

#include<stdlib.h> #include<iostream> using namespace std; #define MAXSIZE 2 typedef struct LNode *List; struct LNode{ double Data[MAXSIZE]; int Last; }; // typedef struct LNode *List; // struct LNode{ // int *Data; // int last; // }; int main() { cout << sizeof(LNode) << endl; return 0; }

输出结果为24，但是明明应该是8+8+4=20啊，为什么是24；而对于第二中定义，输出结果为16，本应该是8+4=12。（在64位系统上的测试，指针为8个字节）这就是因为编译器对结构体分配内存时要进行对齐操作。 关于对齐过程，在这篇博客中非常详细：关于结构体内存对齐总结。看了不少文章都说不到点上。 注意一点：如何尽量减少结构体内存空间的占用呢？ 数据类型的排列顺序 24：

typedef struct { double d; double c; int b; char a; }Lenth;

32：

typedef struct { double c; int b; double d; char a; }Lenth;

二、动态内存管理

上面的例子中用到了申请动态内存空间的函数：

void* malloc（size_t size）void*(无值型)

malloc内存分配成功则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型，开辟成功返回值为这块内存空间的地址，开辟失败返回值为NULL，size为空间的大小，单位为字节。在用malloc开辟空间后要检查是否开辟内存成功，使用完这段内存后要用free（void* ptr）释放内存，否则会造成内存泄漏。 在C++中一般使用new和delete的组合，两者区别在于：new和malloc的区别

三、指针作为参数传递

1）先从简单数据类型的变量看起，举一个简单的例子，交换两个整型的变量：

#include<stdlib.h> #include<iostream> using namespace std; void exchange(int x, int y){ cout << x <<" "<< &x << endl; cout << y <<" "<< &y << endl; int p = x; x = y; y = p; } void exchangeP(int *x, int *y){ cout << *x <<" "<< x << endl; cout << *y <<" "<< y << endl; int p = *x; *x = *y; *y = p; } int main() { int a = 1, b = 2; int *A = &a; cout << a <<" "<< &a << endl; cout << b <<" "<< &b << endl; cout << endl; exchange(a, b); cout << endl; exchangeP(&a, &b); cout << endl; cout << a <<" "<< &a << endl; cout << b <<" "<< &b << endl; return 0; } 1 0x61fe14 2 0x61fe10 1 0x61fdf0 2 0x61fdf8 1 0x61fe14 2 0x61fe10 2 0x61fe14 1 0x61fe10 [Done] exited with code=0 in 0.352 seconds

运行结果一目了然，如果我们把这个整型变量的实参直接传递到函数中，形参在函数中相当于是复制了一份变量（地址不同）去做交换，换完就会被释放，根本不影响实参；所以就要通过指针的方式传递，这样操作的就是指针指向的地址（实参所在的地址）。

2）再看一个例子，如果换成是数组变量呢？这里为了方便操作只放了一个元素，多个元素加个循环就好了。

#include<stdlib.h> #include<iostream> using namespace std; void exchange(int x[], int y[]){ cout << x <<" "<< x[0] << endl; cout << y <<" "<< y[0] << endl; int p = x[0]; x[0] = y[0]; y[0] = p; } int main() { int a[1] = {1}, b[1] = {2}; int *A = a; cout << a[0] <<" "<< a << endl; cout << b[0] <<" "<< b << endl; cout << endl; exchange(a, b); cout << endl; cout << a[0] <<" "<< a << endl; cout << b[0] <<" "<< b << endl; return 0; }

会发现，这里就不存在上面整型变量的问题，因为数组传入函数必须是指针的形式，操作的必是指针指向的地址，那么就会存在一个问题，如果想写一个求数组长度的函数怎么办呢？可以使用模板函数，这样传入函数的就是数组本身，可以使用sizeof进行计算。

template<typename T> int Lenth(T& A) { N = sizeof(A)/ sizeof(A[0]); return N; }

3)最后再看如果是一个指针变量呢？例如链表中定义：

typedef struct LNode *List; struct LNode { int Data; List Next; }; #include <iostream> #include <stdlib.h> using namespace std; void InitList(List head) { cout << &head << endl; head = NULL; } void InitList1(List *head) { cout << &*head << endl; *head = NULL; } int main() { List PtrL; cout << PtrL <<" "<< &PtrL << endl; InitList(PtrL); cout << PtrL <<" "<< &PtrL << endl; InitList1(&PtrL); cout << PtrL <<" "<< &PtrL << endl; return 0; }

运行结果：

0x10 0x61fe18 0x61fdf0 0x10 0x61fe18 0x61fe18 0 0x61fe18 [Done] exited with code=0 in 0.299 seconds

很明显可以看出，指针变量和其他的单变量一样，直接传递近函数的话就会复制一份，所有这里需要二维指针来解决。要注意指针变量也是变量，有自己存储的地址，而变量本身存储的值是一个地址，在链表中，这个值就是首元结点（或者是头结点）的地址，即指向该结点。下面这种方式也可以：

void InitList2(List &head){ head = NULL; }

这里有一道题可以帮助理解