c语言进阶 结构体的声明

一. 结构体的声明

1.1 结构体的基础知识 为什么要有结构体

比如说 我想要描述一个复杂对象 学生

我不能只用一个整型数据或者一个浮点型数据把他描述出来

作为一个学生 他要有名字 姓名 学号等等 代码表示如下

struct Stu
{
	char name[20];//学生的姓名
	int age;//学生的年纪
	int id[20];//学生的学号
};

1.2 结构体的声明

我们说 结构体声明有以下格式

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

则 我们可以写出以下的声明格式

struct Stu
{
	char name[20];//学生的姓名
	int age;//学生的年纪
	int id[20];//学生的学号
};

1.3 特殊的声明

在某些情况下 我们可以不写出结构体的名字来声明结构体

例如

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

struct
{
	int a;
	char b;
}* px;

那么写到这里有一个问题

px=&x

上面这段代码合法嘛？

正确答案是不行！
编译器回把上面的两个声明当成完全不同的两个类型

1.4 结构体的自引用

在结构体中包含一个类型为该结构体的成员是否可以呢？

代码如下

struct Node
{
	int date;
	struct Node n;
};

运行结果如下

我们可以发现 这样子的调用是不可以的

下面是正确的自引用方式

struct Node
{
	int date;
	struct Node* next;
};

1.4.1 一个小问题

typedef struct Node
{
	int data;
	Node* next;
}Node1;

上面这段代码是否可行？

正确答案是不可行 会报错

因为typedef的定义还未完成

结构体内不能识别Node是什么东西

正确做法应该是这样子

1.5 结构体变量的定义和初始化

这个其实在我们的熟悉结构体当中已经详细的讲解了

连接在这里 熟悉c语言结构体

1.6 结构体内存对齐

到这里为止我们已经掌握了结构体的基本使用了

在这里我们开始深入探讨一个问题 计算结构体的大小

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};

struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}
'
运行
运行

请问上面这段代码会输出什么？

对于不知道结构体对齐的初学者来说 很有可能认为会输出两个6

但是实际上呢？ 我们来看看运行的结果

这是为什么呢？

其实这里就设计到结构体的一个考点 结构体对齐

考点 如何计算？ 首先得掌握结构体的对齐规则：

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。

那么 根据上面的法则 我们来画图尝试一下这两道练习题

这里要注意的一点是 偏移量和大小并不相同 它们之间是相差1的关系

1.6.1 为什么要内存对齐

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。

总体来说就是一个以空间换时间的做法

1.6.2 对我们的启发

在设计结构体的时候 我们既要满足对齐 又要节省空间

那么我们就需要

让占用空间小的成员 尽量集中在一起

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
struct S2
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};

1.7 修改默认对齐数

#pragma pack(4)
// 我们可以用它来修改默认对齐数
#pragma pack()
// 我们可以用它来重置默认对齐数

10.21补充内容

struct Two{ 
 char c; 
 double d;
 int i; }

请问在默认对齐数为4的情况下 内存是多少

首先char会使用偏移量为0的位置 占一个字节 这个没问题

之后double和 4 中较小的值为4 所以说这个时候的对齐数是4

那么doouble存放的值的范围是 7~11

int 和4比较较小的值为4 这个时候的对齐数是4

所以说存放值的范围是 12~15

这个时候一共占用16个字节的内存 符合最大对齐数的整数倍 所以说这个时候结构体的内存是16

请问在默认对齐数为8的情况下 内存是多少

首先char会使用偏移量为0的位置 占一个字节 这个没问题

之后double和8比较 对齐数是8

所以说这个时候的 double应该占用的内存是 8~15

int和4比较较小的值为 4 所以说这个时候的对齐数是4

所以说占用的内存是16~19

一共占用20个字节 但是20个字节不符合最大对齐数（8）的整数倍

所以说这个时候结构体的内存是 24个字节

1.8 结构体传参

这里在我们上一篇介绍结构体的文章里面也讲到过了

结构体传参

以上就是本篇博客的全部内容啦 由于博主才疏学浅 所以难免会出现纰漏 希望大佬们看到错误之后能够

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那么大家下期再见咯