C语言自定义类型——结构体
目录
前言
一、结构体类型的声明
1.1结构体介绍
1.2结构的声明
1.3结构的特殊声明
二、结构体变量的创建和初始化
2.1结构体变量的创建
2.2结构体变量的初始化
2.3结果的自引用
三、结构体成员访问操作符
四、结构体内存对齐
4.1偏移量
4.2对齐规则
编辑
编辑
4.3为什么存在内存对齐
4.4修改默认对齐数
五、结构体传参
总结
前言
本次学习一种C语言自定义的数据类型——结构体
一、结构体类型的声明
1.1结构体介绍
在C语言中，我们学到了许多数据类型，int，float，char，double,指针，数组等。
那么结构体属于一种自定义类型，它的内容是存储了各种类型的数据的集合，对比一下数组，数组是相同类型元素的集合。
1.2结构的声明
结构体类型的关键字是struct
模板如下：
struct tag //结构体类型名
{
member-list;//结构体成员的创建
}variable-list;//结构体类型变量名例如你想创建一个结构体类型包含一个学生的姓名，学号，成绩等信息，你可以这么创建一个结构体。
struct STU//学生类型结构体
{
char name[20];//名字
char id[20];//学号
int score;//成绩
};注意事项：
创建好后语法规定必须有分号结尾。
1.3结构的特殊声明
在声明结构体的时候，你可以不完全声明。
比如：
struct
{
int a；
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20],*p;
上面创建了两种类型的结构体变量，但是我们很快会发现问题，如果我们用这样一段代码，你会发现问题。
p=&x；编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是⾮法的。
二、结构体变量的创建和初始化
2.1结构体变量的创建
创建既可以在主函数外创建，亦可以在主函数内，如：
1.主函数内
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
struct Stu s;//结构体变量
struct Stu arr[20];//结构体数组
struct Stu *p;//结构体指针
return 0;
}2.主函数外
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
}a,arr[20],*p;2.2结构体变量的初始化
初始化也分两种，一种是顺序初始化，另一种是选择初始化。
1.顺序初始化
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
struct Stu s={"zhangsan", 20, "男", "20230818001"};
return 0;
}按照成员顺序，一一初始化。
2.选择初始化
按照指定的顺序初始化,"."是操作符，用于访问结构体成员。
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
struct Stu s={.age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex =
"⼥" };
return 0;
}2.3结果的自引用
结构体中不可以包含一个类型为该结构体本身的成员。
比如，定义一个链表的节点。
struct Node
{
int data;
struct Node next;
};sizeof（struct Node)肯定会出问题，结构体大小会无线嵌套，变得无穷大。
正确的自引用方式：
使用一个结构体指针，指向下一个节点。
struct Node
{
int data;
struct Node* next;
};三、结构体成员访问操作符
学会了创建和初始化，那么我们需要操作符来对结构体进行操作使用。
下面介绍两个操作符：
“.” 使用方法：结构体变量名.成员名 即可访问该结构体的成员
“->" 一般用于结构体指针，结构体指针变量->成员名 即可访问该成员
如：
#include
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
struct Stu s = { "zhangsan",20,"男","202394340" };
printf("%s\n", s.name);
printf("%d\n", s.age);
printf("%s\n", s.sex);
printf("%s\n", s.id);
return 0;
} 效果展示：
利用结构体指针操作时，应使用->访问，如：
#include
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
struct Stu s = { "zhangsan",20,"男","202394340" };
struct Stu* p = &s;
printf("%s\n", p->name);
printf("%d\n", p->age);
printf("%s\n", p->sex);
printf("%s\n", p->id);
return 0;
} 四、结构体内存对齐
掌握了使用之后，现在考虑一个问题，结构体的大小是如何计算的呢？
不得不讲一个结构体大小在内存中的开辟规则。
结构体内存对齐规则
4.1偏移量
讲对齐规则前，先讲一下偏移量
| 0 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| 6 |
| 7 |
| 8 |
| 9 |
假设这是结构体在内存分配的一块空间，每个大小是一个字节，那么地址从上到下为由低到高，我们叫第一个字节空间为偏移量为0的地址，由低到高，偏移量依次增加。
4.2对齐规则
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。
下面我们来计算两个结构体类型的大小：
我们可以发现相同的成员，创建顺序不一样，那么空间大小则不一样，下面我们画图解释一一下这两个结构体的内存分配。
以上两个例子足以说明清楚内存对齐规则
4.3为什么存在内存对齐
这是我参考的资料：
4.4修改默认对齐数
在vs中默认对齐数为8，如果你想自己合理设置一个对齐数来尽可能的节省空间，那么你可以使用#pragma这个预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数
#include
#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()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S));
return 0;
} 通过我们的计算可以得知该结构体的大小为6.
五、结构体传参
当我们需要给函数传参结构体的时候，我们有两种方法，一是直接将结构体传给函数，另一种是传址调用。
如:
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;
}
当然，理论情况下两种办法都可行，但是我们知道函数传参的时候是会压栈的，每一次函数调用，会在栈区开辟空间，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，参数压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。
正因如此，我们一般优先选择传址调用。
总结
结构体的内存对齐是一个热门的考点，务必要理解并且掌握，希望这篇文章能让你拿下结构体，让他成为你得手干将，未来可期，感谢你的阅读！