目录
- 1. 结构体类型的声明
- 1.1 结构的声明
- 1.2 结构体变量的创建和初始化
- 1.3 结构的特殊声明---匿名结构体
- 1.4 结构的自引用
- 2.结构体内存对齐（重点！！）
- 2.1 对齐规则
- 2.2 例题讲解
- 2.3 为什么存在内存对齐？
- 2.4 修改默认对齐数
- 3. 结构体传参
1. 结构体类型的声明
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。
1.1 结构的声明
注意:
- 成员列表可以是不同类型的变量；
- 成员后一定要有分号；
- 花括号后也有一个分号。
例如描述一个学生：
struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄char tele[12];//电话char sex[3];//性别
};//分号不能丢
注意：上述代码没有创建变量，也没有初始化，只是声明了一个结构体类型，就像int,float一样，只是一种类型。
1.2 结构体变量的创建和初始化
接下来我们可以用结构体类型创建变量
方式1：
声明类型的同时创建，这是全局变量
struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄char tele[12];//电话char sex[3];//性别
}s1,s1;
方式2：
我们也可以在函数内部创建局部变量
# include <stdio.h>struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄char tele[12];//电话char sex[3];//性别
};int main()
{struct Stu s3;//s3是局部变量return 0;
}
我们再对结构体变量进行初始化：
方式1：直接初始化
struct Point
{int x;int y;
}p1 = { 2,3 };struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄}s1 = { "zhangsan",27 };方式2：也可以再函数内部进行初始化
struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄
};int main()
{struct Stu s1 = { "zhangsan",24 };return 0;
}
当然，也有结构体的嵌套：
struct score
{int n;char ch;
};struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄struct score s;//嵌套一个结构体变量
};int main()
{struct Stu s1 = { "zhangsan",24 ,{45,'a'} };return 0;
}
我们也可以将其打印出来：
struct score
{int n;char ch;
};struct Stu
{char name[20];//姓名int age;//年龄struct score s;
};int main()
{struct Stu s1 = { "zhangsan",24 ,{45,'a'} };printf("%s %d %d %c\n", s1.name, s1.age, s1.s.n, s1.s.ch);return 0;
}
打印结果：
1.3 结构的特殊声明—匿名结构体
在声明结构的时候，可以不完全声明：
struct
{char name[20];//姓名int age;//年龄char tele[12];//电话char sex[3];//性别
};
上面的结构在声明时省略了结构体标签，我们称为匿名结构体。
注意：匿名结构体只能通过创建全局变量使用一次！！
# include <stdio.h>struct
{char name[20];//姓名int age;//年龄char tele[12];//电话char sex[3];//性别
}s1;int main()
{return 0;
}
1.4 结构的自引用
在结构体中包含一个类型为该结构体本身的成员是否可以呢？比如，定义一个链表的结点：
struct Node
{int data;struct Node next;
};
上述代码正确吗？如果正确，那么sizeof(struct Node)是多少呢？
仔细分析，其实是不行的，因为⼀个结构体中再包含⼀个类型的结构体变量，这样结构体变量的大小就会无穷的大，是不合理的。
正确的自引用方式：
struct Node
{int data;struct Node *next;
};
这样我们就把一个结点分成两部分，一部分存放数据，叫数据域，另一部分存放下一个结点的地址，叫指针域。
在结构体自引用使用的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结体类型重命名，也容易引入问题，看看下面的代码，可行吗？
typedef struct
{int data;Node* next;
}Node;
这种写法语法是不支持的。
因为Node是对前面的匿名结构体类型的重命名产生的，但是在匿名结构体内部提前使用Node类型来创建成员变量，这就产生了"先有鸡还是先有蛋"的问题，这是不行的。
解决方案如下：定义结构体不要使用匿名结构体了。
typedef struct Node
{int data;struct Node* next;
}Node;
2.结构体内存对齐（重点！！）
上面我们了解了结构体的基本使用。
接下来我们再讨论一个问题 ：计算结构体的大小。
2.1 对齐规则
首先要知道结构体的对齐规则：
第一个成员在结构体变量偏移量为0的地址处。
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。
注意：
(1) 对齐数=编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值
(1)VS中默认值为8（注意：其他编译器是没有默认对齐数的，对齐数就是自身大小。）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。
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的整数倍处。
结构体的整体大小就是所有最大对齐数的（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
2.2 例题讲解
例1：
#include <stdio.h>struct S1
{char c1;int i;char c2;
};int main()
{struct S1 s1;printf("%d\n", sizeof(struct S1));return 0;
}
输出结果：
画图解释：
例2：
#include <stdio.h>struct S2
{char c1;char c2;int i;
};int main()
{struct S2 s1;printf("%d\n", sizeof(struct S2));return 0;
}
输出结果：
画图解释：
例3：
#include <stdio.h>struct S3
{double d;char c;int i;
};int main()
{struct S3 s3;printf("%d\n", sizeof(struct S3));return 0;
}
输出结果：
画图解释：
例4：结构体嵌套问题
#include <stdio.h>struct S4
{char c1;struct S3 s3;double d;
};int main()
{struct S4 s4;printf("%d\n", sizeof(struct S4));return 0;
}
输出结果：
画图解释：
2.3 为什么存在内存对齐？
大部分的参考资料都是这样说的：
- 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。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，因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。
总体来说：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，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在⼀起。
如例1和例2，s1和s2的成员一模一样，但两者所占空间大小却不同。
2.4 修改默认对齐数
- #pragma : 预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数。
- 使用时要引用头文件<stddef.h>
- 注意：一般修改的对齐数都为2的n次方。不会修改为1，3，5……或负数。
例如还是用例1来说明：
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma()//取消设置的对齐数，还原为默认int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S1));
}
输出结果：
修改之前大小是12个字节，修改后变成了6字节。
3. 结构体传参
方式1：传值调用。访问结构体时用点（.)操作符。
#include <stdio.h>struct S
{int data[1000];int num;
};void print1(struct S ss)
{int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++){printf("%d ", ss.data[i]);}printf("%d\n", ss.num);
}int main()
{struct S s = { {1,2,3},200 };print1(s); //传值调用，直接传变量名return 0;
}
方式2：传址调用。访问结构体时用箭头（->)操作符。
#include <stdio.h>struct S
{int data[1000];int num;
};void print2(const struct S* ps)
{int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++){printf("%d ", ps->data[i]);}printf("%d\n", ps->num);
}int main()
{struct S s = { {1,2,3},200 };print2(&s); //传址调用，传变量名的地址return 0;
输出结果都为：
上面的两种方式哪个更好呢？
答案是：传址调用更好。
原因：
函数传参的时候，参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。
如果传递⼀个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
结论：
结构体传参的时候，要传结构体的地址。
