struct的作用

一般來(lái)說(shuō)，區(qū)別一個(gè)開發(fā)人員是否具備豐富開發(fā)經(jīng)歷的標(biāo)志在于其會(huì)不會(huì)使用struct，怎么使用strcut。

在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信控制、嵌入式系統(tǒng)的編程中，我們經(jīng)常要傳送的不是簡(jiǎn)單的字節(jié)流（char型數(shù)組），而是多種數(shù)據(jù)組合起來(lái)的一個(gè)整體，其表現(xiàn)形式是一個(gè)結(jié)構(gòu)體。

初級(jí)的開發(fā)人員往往將所有需要傳送的內(nèi)容依順序保存在char 型數(shù)組中，通過指針偏移的方法傳送網(wǎng)絡(luò)報(bào)文等信息。這樣做編程復(fù)雜，易出錯(cuò)，而且一旦控制方式及通信協(xié)議有所變化，程序就要進(jìn)行非常細(xì)致的修改。

一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者則靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)體，舉一個(gè)例子，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)或控制協(xié)議中需要傳送三種報(bào)文，其格式分別為packetA、packetB、packetC

typedef struct StructA { int a; char b;
} A; typedef struct StructB { chara;
 shortb;
} B; typedef struct StructC { int a; char b; float c;
} C;

報(bào)文結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

typedef enum PacketType{
 PacketTypeA = 1,
 PacketTypeB,
 PacketTypeC
}; struct CommuPacket { PacketType type; ////< 報(bào)文類型 union { ////< 每次傳輸?shù)氖瞧渲械囊环N，因此使用union A packet_a;
 B packet_b;
 C packet_c;
 }
};

報(bào)文傳輸設(shè)計(jì)

/* pSendData 發(fā)送字節(jié)流的首地址
 len 發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
*/ void Send(char *pSendData, unsigned int len); /* pRecvData 接收緩沖區(qū)首地址
 len 接受長(zhǎng)度 
 返回值：實(shí)際接收長(zhǎng)度
*/ unsigned int Recv(char *pRecvData, unsigned int len);

判斷報(bào)文類型，并作相應(yīng)處理

switch(type) { case PacketTypeA :
 ... break; case PacketTypeB :
 ... break; case PacketTypeC :
 ... break;
}

struct成員對(duì)齊

自然對(duì)齊

struct 是一種復(fù)合數(shù)據(jù)類型，其構(gòu)成元素既可以是基本數(shù)據(jù)類型（如int、long、float 等）的變量，也可以是一些復(fù)合數(shù)據(jù)類型（如array、struct、union 等）的數(shù)據(jù)單元。對(duì)于結(jié)構(gòu)體，編譯器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行成員變量的對(duì)齊，以提高運(yùn)算效率。缺省情況下，編譯器為結(jié)構(gòu)體的每個(gè)成員按其自然對(duì)界（natural alignment）條件分配空間。各個(gè)成員按照它們被聲明的順序在內(nèi)存中順序存儲(chǔ)，第一個(gè)成員的地址和整個(gè)結(jié)構(gòu)的地址相同。

自然對(duì)界(natural alignment)即默認(rèn)對(duì)齊方式，是指按結(jié)構(gòu)體的成員中size 最大的成員對(duì)齊。

struct Natural { char a; short b; char c;
}

在上面的這個(gè)結(jié)構(gòu)體中，size最大的數(shù)據(jù)類型為short，長(zhǎng)度為兩個(gè)字節(jié)。因此，結(jié)構(gòu)體中所有成員變量都以2為單位對(duì)齊。
其大小為sizeof(Natural) = 6

指定對(duì)界

一般使用預(yù)處理指令#pragma pack來(lái)改變?nèi)笔〉膶?duì)界條件

• 使用偽指令#pragma pack (n)，編譯器將按照n 個(gè)字節(jié)對(duì)齊

• 使用偽指令#pragma pack ()，取消自定義字節(jié)對(duì)齊

• 如果#pragma pack (n)中指定的n 大于結(jié)構(gòu)體中最大成員的size，則其不起作用，結(jié)構(gòu)體仍然按照size 最大的成員進(jìn)行對(duì)界

#pragma pack (n) struct Natural { char a; int b; char c;
}; #pragma pack () 

當(dāng)n 為4、8、16 時(shí)，其對(duì)齊方式均一樣，sizeof(naturalalign)的結(jié)果都等于12。而當(dāng)n 為2時(shí)，其發(fā)揮了作用，使得sizeof(Natural)的結(jié)果為6。

• 通過__attribute((aligned (n)))也可以讓所作用的結(jié)構(gòu)體成員對(duì)齊在n 字節(jié)邊界上，但它使用較少