1.结构体

结构体这种自定义的数据类型，让程序员可以自己创造适合的类型

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，可以是标量，数组，指针甚至是其他结构体

1.1.1 结构的声明

                                                                                 eg：描述一个学生：

struct  tag                                                                   struct  Stu

{                                                                                   {

      member - list;                                                                 char  name[20];

}variable - list;                                                                       int  age;

                                                                                             char  sex[5];

                                                                                      };

1.1.2 结构体变量的创建（定义）和初始化

1.2结构的特殊声明

匿名结构体类型

如果没有对结构体类型重命名，基本上只能使用一次

这个类型是没有名字的，但我们创建变量x

1.3 结构体的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员的不可行的，因为一个结构体中再包含一个同类型的结构体变量，这样结构体变量的大小就会无穷的大，是不合理的

正确的方法：结构体里面有一个同类型的结构体指针

2.结构体内存对齐

2.1对齐规则

1.不管哪种类型的结构体类型，第一个成员都要放到偏移量为0的位置处，从0开始

1.1偏移量

      offsetof -- 宏

      计算结构体成员相较于结构体变量起始位置的偏移量

相关：

https://cplusplus.com/

2.1其他成员对齐到某个数字（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变量大小的较小值

-VS中默认的值为8

-Linux中gcc没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小

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

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

画图表示

1.

2.

3.

4.

2.2为什么存在内存对齐

1）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，否则出现硬件异常

2)为了访问未对齐的内存，处理器需要做两次内存访问

而对齐的内存访问仅需一次。

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。

如果我们能保证所有的double类型的数据的地址都对齐成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，因为对象可能被分别放在两个8字节内存块中

结构体的内存对齐是拿空间换取时间的做法（对齐提升访问效率）

在设计结构体的时候，我们既要满足对齐又要节省空间时则应该让占用空间小的成员尽量集中在一起

2.3 关于默认对齐数

#pragma 这个预处理指令可以改变编译器的默认对齐数，结构体在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数

3.结构体传参

结构体传参的时候，要传结构体的地址

传值调用时，形参传给实参的时候，实参要创建一份自己的空间，如果结构体比较大则需要比较大的空间，同时传过去也是需要时间的。传地址能够做到的更多

4.结构体实现位段

4.1位段是什么

位段是和结构体相关

位段中的位指的是二进制的位

                              bit位

位段的声明和结构是类似的

不同：

1）位段的成员必须是int，unsigned int，signed int

      在C99中位段成员的类型也可以选择其他类型

2）位段的成员名后面有一个冒号和一个数字

A（1）就是一个位段类型

   

和结构相比，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是存在跨平台问题

4.2位段的内存分配

1）位段的成员可以是int，unsigned int，signed int，或者是char等类型

2)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

3）位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，可以移值的程序应该避免使用位段

举个例子

分析：

4.3位段的跨平台问题

1）int位段被当作有符号数还是无符号数是不确定的

2）位段中最大位的数目不能确定（16位机器最大16，32位机器最大32，写成27时，在16位机器下会出问题）

3）位段中的成员在内存中从左向右还是从右向左分配尚未定义

4）当一个结构包含两个位段，第一个位段成员比较大，无法容纳在第一个位段剩余位时，是舍弃还是利用是不确定的

4.4位段的应用

网络协议中，IP数据报格式，我们可以知道很多属性只需要几个bit位就能描述，这里使用位段能实现想要的效果，同时也节省了空间

4.5位段使用的注意事项

位段中的位是bit位，一个字节8个bit位，位段的几个成员共1同一个字节，这样有些有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置，那么这些位置是没有地址的。

内存中每个字节分配一个地址，一个字节内部的bit位是没有地址的

所以不能对位段中的成员使用&操作符，这样就不能使用scanf直接给位段的成员输入值，只能是先输入放在一个变量中，然后赋值给位段的成员