【c语言】探索结构体---解锁更多选择

前言

结构体属于自定义类型的一种，这增加了我们写代码的选择，跟着我的脚步一起来探索结构体吧~

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如有错误，欢迎指出~

认识结构体

结构是⼀些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。（数组是一组相同类型的集合）

结构体声明

struct tag

{

member-list;

……

}variable-list;

比如如下创建一个学生信息结构体，可以分别表示名字、年龄、电话、分数，创建了4个变量。

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
	char tele[20];
	float score;
}s1,s2,s3;
struct Stu s4;

结构体初始化及打印

匿名结构体类型

匿名结构体类型是结构的特殊声明，省略了标签，只能用一次

结构体自引用

例如定义节点

注意：结构体自引用不要使用匿名结构体

结构体内存对齐

对⻬规则

1.结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

2.其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。

对⻬=编译器默认的⼀个对⻬数与该成员变量⼤⼩的较⼩值。
VS 中默认的值为 8
Linux中gcc没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

3.结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的 整数倍。

4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。

4组练习


//练习2 
struct S1
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//练习1 
struct S2
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//练习3 
struct S3
{
 double d;
 char c;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题 
struct S4
{
 char c1;
 struct S3 s3;
 double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));

解析

内存对⻬的原因

平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在⾃然边界上对⻬。原因在于，为了访问未对⻬的内存，处理器需要作两次内存访问；⽽对⻬的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节，则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对⻬成8的倍数，那么就可以⽤⼀个内存操作来读或者写值了。否则，我们可能需要执⾏两次内存访问，因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。

总体来说：结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。

修改默认对⻬数

#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数。

位段

位段的声明和结构是类似的，有两个不同：

位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ，在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型。
位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。
单位：比特位（bit)

位段的出现是为了节省空间

如下就是一个位段，

struct A
{
 int _a:2;
 int _b:5;
 int _c:10;
 int _d:30;
};

2+5+10+30=47，总共47bit,代码运行结果是8字节，8*8=64bit,存放空间是64bit,即2个int大小，整体上就节省了空间。

位段的内存分配

位段的成员可以是 int、 unsigned int 、signed int 或者是 char 等类型
位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的⽅式来开辟的。
位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使⽤位段。

在VS中位段的使用

从右向左逐渐开辟空间和使用
如果剩余的空间不够下一个成员使用，就浪费

struct S
{
 char a:3;
 char b:4;
 char c:5;
 char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

位段使用注意

不能使用&操作符，只能赋值。

struct A{
int _a : 2;
int _b : 5;
int _c : 10;
int _d : 30;
};
int main()
{
 struct A sa = {0};
 scanf("%d", &sa._b);//这是错误的 
 
 //正确的⽰范 
 int b = 0;
 scanf("%d", &b);
 sa._b = b;
 return 0;
}