【hello C语言】结构体（下）

目录

1.结构体的声明

1.1 结构的声明

1.2 特殊声明：匿名结构体

1.3 结构的自引用

2. 结构体的定义和初始化

3. 结构体的内存对齐

3.1 内存对齐规则

3.2 内存对齐存在的原因

3.3 修改默认对其数

4. 结构体传参

C语言🛴

1.结构体的声明

结构体便是描述复杂事务的一种数据结构

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的类型的变量。

1.1 结构的声明

struct tag
{
    member-list;
}variable-list;

struct tag 共同构成结构体名，member-list 为成员列表，variable-list 表声明的结构体变量；

举个例子，描述一个学生：

struct Student
{
    char name[20];    //姓名
    int age;          //年龄
    char sex[5];      //性别
    char id[20];      //学号
};//注意后面的分号不能丢

1.2 特殊声明：匿名结构体

在声明结果的时候，可以不完全声明

例如：

//匿名结构体类型
struct
{
     int a;
     char b;
     float c;
}x;

struct
{
     int a;
     char b;
     float c;
}a[20],*p;

注意：匿名结构体，在声明的时候直接定义了一个变量，这个变量只能使用一次；

上述两个匿名结构体虽然都是 struct 但是两个是不同的类型；

不能相互赋值，等，因为类型不知道。

如：

//在上面代码的基础上，下面的代码合法吗？
p = &x;

这种行为是错误的。

1.3 结构的自引用

我们结构体自引用的时候遵循以下规则：

我们在结构体引用时要使用全名引用，

如果 tpyedef 重定义则不能使用重定义之后的名字。

不能引用匿名结构体！！！

如下所示皆是正确的：

//代码1
struct Node
{
 int data;
 struct Node next;
};

//代码2
typedef struct Node
{
 int data;
 struct Node* next;
}Node;

2. 结构体的定义和初始化

struct Point
{
     int x;
     int y;
}p1; //声明类型的同时定义变量p1

//初始化：定义变量的同时赋初值。
struct Point p3 = {x, y};

struct Stu        //类型声明
{
 char name[15];//名字
 int age;      //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化

struct Node
{
 int data;
 struct Point p;
 struct Node* next; 
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化

3. 结构体的内存对齐

声明结构体的时候也会在内存中占一定的存储空间，并且符合内存对其原则

3.1 内存对齐规则

1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为 0 的地址处。

2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。

对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的 较小值 。

VS 中默认的值为 8

3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。

4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

看个例子：

struct S2
{
     char c1;
     char c2;
     int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));

变量名	所占内存数（以字节为单位）	默认对其数（windows下）	选小	起始偏移
c1	1	8	1	0
c2	1	8	1	1
i	4	8	4	4

如上所示，三个变量存储完，共占8字节，

三变量中的最大对其数为4，8为4的倍数，

因此结构体所占内存为8字节

3.2 内存对齐存在的原因

1. 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。

2. 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齐。

原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；

而对齐的内存访问仅需要一次访问。

总的来说：

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，便可以让：

占用空间小的成员尽量集中在一起

//例如：
struct S1
{
     char c1;
     int i;
     char c2;
};

struct S2
{
     char c1;
     char c2;
     int i;
};

如上，S1占9字节，S2占8字节；

S1和S2类型的成员一模一样，但S1所占空间小于S2所占空间。

3.3 修改默认对其数

我们可以使用 #pragma 这个预处理指令，改变我们的默认对齐数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
     char c1;
     int i;
     char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{
     char c1;
     int i;
     char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认

我们可以在结构对齐方式不合适的时候，自己更改默认对齐数。

4. 结构体传参

结构体同我们普通的结构类型一样，

如int char 等等，我们可以传值也可以传地址

struct S
{
     int data[1000];
     int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};

//结构体传参
void print1(struct S s)
{
     printf("%d\n", s.num);
}

//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
     printf("%d\n", ps->num);
}

int main()
{
     print1(s);  //传结构体
     print2(&s); //传地址
     return 0;
}

如上所示，两个函数都可以完成打印结构体num值的操作，

但print2方法比print1方法要好