구조체를 사용하는 이유?
- 인간의 이해를 돕는다.
- 컴퓨터는 구조체 개념을 모른다 (그냥 지역변수 여러개를 사용하기 쉽게 묶어놓은 것)
- 매개변수가 여러개 나열될 때 이름이 있기 때문에 실수를 줄일 수 있다. (하나를 빠트리거나, 순서가 뒤바뀌거나..)
typedef
구조체에 typedef를 쓰면 다른 자료형처럼 간결하게 변수 선언이 가능 (공용체, 열거형도 동일하게 사용가능)
// 사용법 1
struct date{
int year;
int month;
int day;
};
typedef struct date date_t;
// 사용법 2
typedef struct date{
...
} date_t;
// 사용법 3
typedef struct {
...
} date_t;
date_t date;
date.year = 2022;
date.month = 10;
date.day = 1;구조체 멤버변수 접근
/* 매개변수가 포인터(주소값이라면) */
-> // 포인터의 값에 접근해서 멤버변수 가져오기
date->year
/* 매개변수가 구조체(값이라면) */
. // 구조체의 멤버변수 가져오기
(*date).year구조체 매개변수 베스트 프랙티스
구조체는 원본이 안바뀌어도 데이터의 크기가 크다면 주소로 전달하는 것이 효율적이다.
-
기본 자료형은 원본바뀔 때만 주소로 전달하면 되었음.
-
주소를 전달했다가 원본이바뀔까 걱정된다면
const키워드 사용하면된다!
매개변수가 10개쯤 된다면 구조체로 변경해서 전달해주는 것이 좋다.
구조체 사용시 포인터 저장
-
다음 구조체 변수를 대입 하면 내부적으로 어떤 일이 일어날까?
-
typedef struct { char* firstname; char* lastname; } name_t; name_t name; char [] firstname = "Lee"; char [] lastname = "lulu"; name.firstname = firstname; // firstname은 포인터 변수 : firstname의 주소값을 저장 name.lastname = lastname; // lastname은 포인터 변수 : lastname의 주소값을 저장 name_t clone = name; // clone.firstname 공간에 name.firstname의 값(주소값)들어간다 clone.firstname[0] = 'Q'; // 복사본, 원본 모두 바뀐다. firstname 변수 값 자체도 바뀐다. printf("%s / %s / %s", clone.firstname, firstname, name.firstname);
-
얕은복사
- 복사본이 원본 데이터의 주소값을 가리킨다
- 복사본의 값을 변경하면 원본주소에 가서 값을 변경하기 때문에 원본의 값도 바뀐다.
-
깊은복사
- 새로운 메모리 공간에 기존 데이터를 모두 복사해오겠다
- 사본의 데이터를 변경해도 원본이 바뀌지 않는다.
포인터 변수 없는 구조체
NAME_LEN = 32;
typedef struct {
char firstname[NAME_LEN];
char lastname[NAME_LEN];
} name_t;
void check_size (name_t name){
size_t size;
size = sizeof(name); // size:64
// --> 원본의 크기 그대로 함수의 매개변수가 전달된다.
}- 원래 배열을 함수 인자로 전달하면 배열 처음위치의 주소값만 전달했는데
- 구조체의 멤버변수로 배열을 사용하고 구조체를 함수 인자로 전달하면 배열 크기그대로 복사해온다.
- 함수 내부에서 구조체 생성 후 반환값으로 사용해도 값을 그대로 호출자에 복사해준다 (다른 자료형과 똑같다)
- 즉 구조체는 포인터만 없으면 ... 대입하는 것 만으로 모든 것을 완벽히 복사해온다.
- 구조체는 되도록이면 포인터 변수가 없는 편이 좋다.
바이트 정렬
typedef struct {
unsigned int id; // 4바이트
name_t name; // 64바이트
unsigned short height; // 2바이트
float weight; // 4바이트
unsigned short age; // 2바이트
} user_info_t; // 76바이트?
// 실제 크기는 80byte
// 실제 차지하고 있는 메모리 구하기.
user_info_t info;
int off_id = (char*)&info.id - (char*)&info; // 0
int off_name = (char*)&info.name - (char*)&info; // 64
int off_height = (char*)&info.name - (char*)&info; // 68 ?
int off_weight = (char*)&info.name - (char*)&info; // 72
int off_age = (char*)&info.name - (char*)&info; // 76-
원래 2byte인
short자료형이 4byte씩 공간을 차지하고 있다. -
시스템마다 데이터를 읽어오는 단위가 정해져있다.
-
x86시스템은 4바이트(워드크기) 경계에서 읽어오는게 효율적
-
2바이트 남는 공간을 그냥 무시하고 4바이트씩 사용하도록 컴파일러가 알아서 세팅 (패딩)
-
문제는 다른 아키텍쳐 시스템에서는 다른 방식으로 읽어온다면.. 데이터가 깨져서 제대로 사용 못할 수 있다.
-
방법은?
-
프로그래머가 4바이트 맞춰서 끊어주자 --> short 변수 2개를 순서대로 저장하기
- 4바이트 딱 떨어지지 않을 때는 사용하지 않는 바이트를 구조체에 같이 포함 (ex
char unused[2];)
- 4바이트 딱 떨어지지 않을 때는 사용하지 않는 바이트를 구조체에 같이 포함 (ex
-
assert()사용해서 크기를 확인 -
#include <assert.h> assert(sizeof(user_info_t) == 76);
-
비트필드
바이트 단위가 아닌 비트단위의 데이터형을 가지고 싶을 때
typedef struct {
unsigned char b0 : 1;
unsigned char b1 : 1;
unsigned char b2 : 1;
unsigned char b3 : 1;
unsigned char b4 : 1;
unsigned char b5 : 1;
unsigned char b6 : 1;
unsigned char b7 : 1;
} bitflags_t;
// size : 1 (1바이트 : 8비트)포인터를 사용해서 한번에 비교도 가능 (꼼수.. 원래는 공용체로 해야댐)
char* val;
int is_zero;
bitflags_t flas = {0, };
flags.b3 = 1;
val = (char*)&flags; // flags를 1바이트 단위로 읽는 포인터 val
is_zero = (*val == 0); // val의 값이 0이면 모든 비트플래그가 0공용체
똑같은 메모리 위치를 다른 변수로 접근하는 방법 (공용체 안에 여러 변수들이 같은 메모리를 공유)
여러가지 변수 형태로 같은 메모리를 읽는 방법!
typedef union {
unsigned char val;
struct {
unsigned char b0 : 1;
unsigned char b1 : 1;
unsigned char b2 : 1;
unsigned char b3 : 1;
unsigned char b4 : 1;
unsigned char b5 : 1;
unsigned char b6 : 1;
unsigned char b7 : 1;
} bits;
} bitflags_t;- 변수
val과 구조체bits는 같은 주소를 가리키고 있다! (둘다 포인터)
위에서 포인터로 한 것을 공용체로 해줄 수 있다.
int is_same;
int is_zero;
bitflags_t flags = {0, };
flags.bits.b1 = 1;
flags.bits.b4 = 1;
is_same = (flags.bits.b1 == flags.bits.b7);
is_zero = (flags.val == 0);공용체 사용 예시 (색상표현)
typedef union {
unsigned int val;
struct {
unsigned char r;
unsigned char g;
unsigned char b;
unsigned char a; // 투명도 00 ~ FF (불투명)
} rgba;
} color_t;
꾸준하게!