C语言易错知识点八（结构体）

结构体

世间万物，上至飞禽，下至走兽，全都知道一件事：三个臭皮匠，顶个诸葛亮。（假的）即使是处于人类前沿的编程语言也知道要把数据联合在一起，于是便有了数组，结构体，联合体，枚举以后后面的链表和数。而作为万物之灵的人类，特别是代表着智慧的地中海程序猿我们，如果不知道和他人合作，不会使用编程中的结构体，那你就......

好的铁汁们，现在知道了结构体的重要性了吧（完全没懂|･ω･｀)），知道了结构体的重要性后我们就来谈一谈有关结构体的相关知识：

首先我们要知道结构体是多个数据，多种数据组合在一起的一种类型，他的创建方法一般如下：

struct tag //tag为结构名
{member-list;//结构内部创建的元素
}variable-list;//结构外部创建的元素，别忘了分号哦！

接下来我们来看看结构体变量的创建和初始化，其实我们可以联想到数组的相关操作。比如我们可以写一个for循环，然后按照数组下标顺序一个一个向后赋值；或者我们还可以直接把数组中某一个元素的下标拿出来，然后直接单独的给这个位置的元素赋值。下面其实也是结构体的两种赋值方法：

#include <stdio.h>
struct Stu
{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[7];//性别char id[20];//学号
};
int main()
{//按照结构体成员的顺序初始化struct Stu s = { "张三", 20, "男", "20230818001" };//按照指定的顺序初始化struct Stu s2 = { .age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex = "female”}；printf("name: %s\n", s2.name);printf("age : %d\n", s2.age);printf("sex : %s\n", s2.sex);printf("id : %s\n", s2.id);return 0;
}

我们可以看到，在单独取结构体中成员我们用到了 ‘ . ’ 来找到其中的元素。当然了我们还有一种方法来初始化与寻找成员：

struct Stu* ptr;
ptr = (struct Stu*)malloc(sizeof(struct Stu));
strcpy(ptr->name,"lisi");//由于malloc默认返回类型是int，所以初始化字符串需要用到strcpy
ptr->age = 18;
strcpy(ptr->sex,"female");
strcpy(ptr->id, "20230818002");printf("name: %s\n", ptr->name);
printf("age : %d\n", ptr->age);
printf("sex : %s\n", ptr->sex);
printf("id : %s\n", ptr->id);

这里给大家插个小插曲：结构体可以自引用吗？

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

仔细想想就会发现不可以，因为这样子我们无法计算结构体的大小。结构体不想递归有结束条件。

好的好的，铁汁们对结构体有个大概的了解了吗？接下来我出一道题目，看看铁汁们的答案是多少？

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

“博主你咋了？几天不见退化的这么严重？！”，○( ＾皿＾)っHiahiahia… 可不要擅自下结论哦~ ，“博主这么写肯定是有他的理由的（。＾▽＾）！” 好的，兄弟们答案算的多少啊？6和6？

怎么样，是不是出乎意料啦？*´∀`)´∀`)*´∀`)*´∀`) ，想知道为什么吗？害，跪下来求我并磕三个头我就会考虑考虑

给各位看官磕头了，给个免费的赞赞吧~

呃哼，好的，接下来我们深⼊讨论⼀个问题：计算结构体的⼤⼩。这也是⼀个特别热⻔的考点： 结构体内存对⻬

⾸先得掌握结构体的对⻬规则：

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。对⻬数 = 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

以上面的题目为例子画个图解释一下：

可见S1中 i 首先要放到4的偏移量的倍数处，然后之后的成员c2的对其数就为4，所以c2占四个偏移量，总大小就为12。而S2中先放的char类型，偏移量为1，在放的int放在偏移量为4的倍数处，送大小就为8

由上可得，在我们创建结构体时不可以随心所欲的创建，要考虑空间内存的布局。铁汁们都懂了吗？都懂了是吧，嘿嘿嘿，那咱们接下来再看一道题目：

struct S3
{double d;char c;int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));struct S4
{char c1;struct S3 s3;double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));

如果我拿出这道题目，阁下又该如何对应呢？

是否又出乎了阁下的意料了？想让我教你？跪下再磕....... 博主头都磕破了，你手里的赞赞还没送给我吗 ┭┮﹏┭┮

好的，同样是画图解释：

S3不需要我多讲了吧，我们来谈一谈S4：如4所说，结构体s3的对齐数为自己成员中的最大值，即8，然后在偏移量为24处放double类型，所以最后大小为32.

讲了这么多，我们还不知道为什么会有对齐这种东西呢，那为什么存在内存对⻬?

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。

别问我为什么知道的这么详细哈，<(*￣▽￣*)/ 。那当我们平时在写代码的时候，该如何做到尽量减小内存占用的空间呢？

让占⽤空间⼩的成员尽量集中在⼀起

通过上面的题目我们其实可以看得出来，相同类型的成员放在一起总会占用的空间小。

此外还有一个很重要的点：结构体传参

如以下代码：

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;
}

提问环节又到了：上⾯的 print1 和 print2 函数哪个好些？

答案是：⾸选print2函数。