c语言(自定义类型——结构体)

C语⾔已经提供了内置类型,如:char、short、int、long、float、double等,但是只有这些内置类 型还是不够的,假设我想描述学⽣,描述⼀本书,这时单⼀的内置类型是不⾏的。描述⼀个学⽣需要 名字、年龄、学号、⾝⾼、体重等;描述⼀本书需要作者、出版社、定价等。C语⾔为了解决这个问 题,增加了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。

1. 结构体类型的声明

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

例如描述⼀个学⽣:

struct student
{char name[20];int age;char sex[5];char id[20];
};  //分号不能丢

2.结构体变量的创建和初始化

struct student
{char name[20];int age;char sex[5];char id[20];
};int main()
{struct student s1 = { "majun", 22, "nan","202322030045" }; //按照定义的顺序初始化struct student s2 = { .age = 22,.id = "202322030045",.name = "majun", .sex = "nan"}; //自行指定顺序初始化printf("%s\n", s1.name);printf("%d\n", s1.age);printf("%s\n", s1.sex);printf("%s\n", s1.id);printf("%s\n", s2.name);printf("%d\n", s2.age);printf("%s\n", s2.sex);printf("%s\n", s2.id);return 0;
}

结构体的特殊声明:匿名结构体类型

struct
{char name[20];int age;char sex[5];char id[20];
};

警告:匿名的结构体类型,如果没有对结构体类型重命名的话,基本上只能使⽤⼀次。

3. 结构体内存对齐

我们已经掌握了结构体的基本使⽤了。 现在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: 结构体内存对齐

3.1 对⻬规则

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。

3.2练习

//练习1 
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));

 

我们先看第一条,结构体的第一个成员是char类型,它要对齐到偏移量为0的地址处,也就是起始位置,占一个字节。

再来看第二条,其他成员要对齐到对齐数的整数倍的地址处,int 的对齐数4,4为4的整数倍,所以就要跳过4个字节来存int。char的对其数是1,8是1的整数倍,,所以c2就可以存到i后面。

再来看第三条,结构体的总大小为最大对齐数的整数倍,我们之前算的是9的字节,最大对齐数是4,很明显9不是4的整数倍,所以还需要在开辟三个字节的空间。最后的三个字节虽然是浪费掉的,但是也必须开辟。所以整个结构体的大小就是12字节。

我们再来练习一道

//练习2 
struct S2
{char c1;char c2;int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));

与上面同理,起始位置是char类型,占一个字节。

第二个类型是char,其对齐数为1,1是1的整数倍,所以c2可以直接存到c1后面,也占一个字节。

第三个类型是int,其对其数是4,前面一共开辟了2个字节,2不是4的整数倍,所以还要开辟两个字节的空间,注意这两个字节空间是浪费的。然后在存放i。

现在这三个成员一共占了8个字节,结构体的大小是最大对齐数的整数倍,最大对齐数是4,8刚好是4的整数倍,所以该结构体的大小为8字节。

3.3修改默认对⻬数

#pragma 这个预处理指令,可以改变编译器的默认对⻬数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1 
struct S
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数,还原为默认 
int main()
{//输出的结果是什么? printf("%d\n", sizeof(struct S));return 0;
}

输出结果为6,你做对了吗?

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