C/C++中struct研究

一. C和C++中struct的区别

C语言中struct是用户自定义的数据类型，它是没有权限设置的，它只能是一些变量的集合体，虽然可以封装数据但是不能够隐藏数据，而且成员也不可以是函数。

C++中struct是抽象数据类型，它支持成员函数的定义，并且有访问权限，C++中struct默认访问权限是public。

主要区别有以下三点

1. C语言中struct不能有成员函数，而C++中struct可以有成员函数。

2. C语言中struct数据成员没有private、protected、public访问权限设定，而C++中struct有访问权限的设定默认是public的访问权限。

3. C语言中struct是没有继承关系的，而C++中struct有继承关系。

二. struct的字节对齐

1. struct是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型如int、double、float等还可以是复合数据类型如数组、struct等。

2. 字节对齐也称为字节填充，是编译器在可接受的空间浪费的情况下，尽可能的提高对相同运算过程的最快处理。字节对齐的作用不仅是便于CPU的快速访问，使CPU得性能达到最佳，同时合理地利用字节对齐可以有效地节省存储空间。

3. 在32位的机器下数据传输值是4字节，默认的情况下编译器会对struct进行4的倍数的数据对齐。因为对于32位机器来说4字节对齐能够使CPU访问速度提高。

4. 通常来说struct的字节对齐要求以下两个条件

  （1）结构体每个成员的首地址都要能够被其类型大小整除（每个变量的首地址等价于每个成员和结构体首地址的偏移量，结构体首地址是第一个成员的首地址，所以第一个成员偏移量为0）

  （2）结构体的总的大小为最宽数据类型的整数倍，有需要的话编译器会在最后一个成员之后加上字节填充

5. 以下例子

struct Node{

     short d;    // d的首地址是结构体的首地址，偏移量为0

     int a;        // 前面一个成员d是short占用两个字节，加上d的偏移量此时为2，但是2不是int 4个字节的倍数，

                    这边填充2个字节进去，得到a的偏移量为4

     short b;   // a的大小为4字节加上偏移量4则为8，刚好是short的倍数，则b的偏移量为8

};

算出b的偏移量是8的时候，加上b的大小2为10，因为10不是最宽数据类型int的倍数，则在b之后填充2字节，则结构体的大小为12。

三. C++中struct与class的区别

1. C++中struct的默认访问权限是public，而class的默认访问权限是private

2. C++中struct的默认继承方式是public，而class的默认继承方式是private

3. class还可以用于定义模板参数，而struct是不能用来定义模板参数的

四. C++中保留struct的原因

1. 为了保证和C语言完全兼容，C++必须提供一个struct

2. C++中对struct的扩展可以使C语言代码能够更容易的移植到C++中来