结构体介绍（声明、成员的访问、自引用、初始化与定义、内存对齐、传参） |
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目录 一、结构体的声明 1.1结构体的定义 1.2结构体的声明 1.3特殊的声明 二、成员的访问 2.1直接访问 2.2通过指针进行访问 三、自引用 三、初始化与定义 3.1创建结构体变量的两种方法 3.2结构体的初始化和嵌套初始化 四、结构体内存对齐 4.1内存对齐规则 4.2为什么要内存对齐 4.3成员顺序最优解 4.4修改默认对齐数 五、结构体传参 一、结构体的声明 1.1结构体的定义结构（体）是一些值的集合，这些值被称为成员变量。结构的每个成员变量可以具有不同类型。 结构的成员可以是标量、数组、指针，甚至是其他结构体。 1.2结构体的声明 struct tag { a; b; }c;以上即为结构体的声明格式 struct声明此处声明结构体 tag为结构体标签（即我们创建的结构体类型，类似于int x；里的int） a、b为结构体成员，可以为任何类型，此处成员数量可以为任意数。 c为我们在声明结构体时，一同创建的结构体变量，c为结构体变量的名称（根据创建位置分为全局变量和局部变量） 注：创建结构体时，最后的分号不要丢。 1.3特殊的声明结构体在声明时可以省略结构体标签（即上文提到的tag） struct { a; b; }c; struct tag { a; b; }d;此时称该声明为不完全声明，以后不可以再根据该次声明创建变量，只能在声明后创建一次变量（c和d） 注：虽然变量c和d的结构体内容完全相同，但是由于是不完全声明，系统会认为c和d为不同类型的变量。 二、成员的访问 2.1直接访问结构变量的成员是通过点操作符（.）访问的。点操作符接受两个操作数。 格式为 结构体变量名.结构体成员名 例如： struct tag { int a; char arr1[20]; }c; strcpy(c.arr1, "abcd"); c.a=20; printf("%d",c.a); 2.2通过指针进行访问有时候我们得到的不是一个结构体变量，而是指向一个结构体的指针。那该如何访问结构体成员呢？ 当然我们可以先对指针进行解引用，再用（.）进行访问 struct tag { int a; char arr1[20]; }c; struct tag* p=&c; (*p).a=20;但是这样略显繁琐，有没有更简单的方式呢？ 我们也可以通过->直接用指针访问成员 格式为 结构体指针->结构体成员名 例如 struct tag { int a; char arr1[20]; }c; struct tag* p=&c; p->a=20; 三、自引用在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？（类似于函数的递归） struct tag { int a; struct tag b; };但是，我们会发现一个问题，这里的结构体是无线包含的，那么sizeof（struct tag）将无法计算，在运行代码时也无法为其分配内存，所以该方法显然是不行的。 那该怎样正确的自引用呢？ struct tag { int a; struct tag* b; };将结构体内部的结构体改为结构体指针就可以很好的避免上述问题，完成自引用。 三、初始化与定义声明了结构体后，对变量的定义就很简单了。 3.1创建结构体变量的两种方法 struct tag { int a; char arr1[20]; }c;//方法一：直接跟在定义后面 //缺点：变量创建位置受限，无法自由创建全局变量/局部变量 //优点：省字数，可以快捷创建变量 struct tag d;//方法二 不受声明位置的限制，比较灵活 3.2结构体的初始化和嵌套初始化 struct tag1 //类型声明 { char arr1[15]; int a; }; struct Stu s = {"abedef", 20};//初始化 struct tag2 { int b; struct tag1 p; struct tag2* next; }n1 = {10, {"abedef",5}, NULL}; //结构体嵌套初始化 struct Node n2 = {20, {"abedef", 6}, NULL};//结构体嵌套初始化 四、结构体内存对齐声明了一个结构体之后，我们该如何定义结构体大小呢？ 显然，直接将内部成员的所占的内存大小相加的计算方法是错误的 4.1内存对齐规则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 （根据不同编译器决定）与 该成员大小的较小值。 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。 注：对于数组而言，它可以理解为一堆数组元素，所以它的对齐数为其中元素的大小与默认对齐数的较小值 4.2为什么要内存对齐（1）平台原因： 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。 总的来说，结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。 4.3成员顺序最优解在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，就要让占用内存小的成员在一起，（尽量让占用内存大小相同的成员在一起） 例如 struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; };s1占用12个字节，而s2占用8个字节，显然s2相较于s1更好。 4.4修改默认对齐数#pragma 这个预处理指令可以改变我们的默认对齐数 #pragma pack(8)//设置默认对齐数为8 #pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认 五、结构体传参有两种传参方法：一种是传实参，另一种是传结构体变量的地址 请看代码 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; }如果要在二者中选一个的话，显然是print2更好的 因为如果直接传结构体的话，在函数内需要再次创建一个形参，而形参也会占用内存，如此就会对系统压栈造成压力，使系统性能下降。 所以，结构体传参要穿结构体的地址 |
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