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结构体的大小：
讲了这么多我们还没有讲结构体的大小，下面我们来看一个具体的例子：
#include
typedef struct
{
char sex;
short score;
int age;
}student;
void main(int argc, char *argv[])
{
student a;
printf("%d",sizeof(a));
}
我们定义了一个结构体student，它有一个1字节的sex，2字节的score，4字节的age，然后打印出它的大小，答案是7吧。可惜不是，答案是8，这是为什么呢？这个东西叫内存对齐，它不属于C语言本身的内容，是cpu相关的知识。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，cpu需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。关于内存对齐有三条基本原则：
原则1：struc的成员，第一个成员在偏移0的位置，之后的每个成员的起始位置必须是当前成员大小的整数倍；
原则2：如果结构体A含有结构体成员B，那么B的起始位置必须是B中最大元素大小整数倍地址；
原则3：结构体的总大小，必须是内部最大成员的整数倍；
依据上面3个原则，我们来具体分析下： sex在偏移0处，占1字节；score是short类型，占2字节，score必须以2的整数倍为起始位置，所以它的起始位置为2； age为int类型，大小为4字节，它必须以4的整数倍为起始位置，因为前面有sex占1字节，填充的1字节和score占2字节，地址4已经是4的整数倍，所以age的位置为4.最后，总大小为4的倍数，不用继续填充。
我们再打印出相关的地址就可以在程序中看到结果：
#include
typedef struct
{
char sex;
short score;
int age;
}student;
void main(int argc, char *argv[])
{
student a;
printf("%d",sizeof(a));
printf("&a.sex=%p",&a.sex);
printf("&a.score=%p",&a.score);
printf("&a.age=%p",&a.age);
}
输出结果为：
8
&a.sex=0022FF40
&a.score=0022FF42
&a.age=0022FF44
大家可以试试看定义一个结构体
struct B{
char b;
int a;
short c;
};
根据三条原则，大家可以先想想看它的大小是多少，然后再用sizeof计算出来看看是否和自己的想法一致。
柔性数组：
可能你没听过柔性数组这个概念，但它却是真实存在的，在结构体的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就是柔性数组成员，但是该成员的前面必须至少有一个其他成员。sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。包含柔性数组成员的结构应该使用malloc分配内存，当然就需要使用free来释放。下面我们来看看柔性数组如何使用：
typedef struct type_name
{
int i;
int a[];
}type_name;
这样我们就定义了一个可变长的结构体，用sizeof(type_name)的结果只有4，说明我们后面的柔性数组a成员并没有占用空间，后面可以进行变长处理，我们通常使用如下表达式来给它分配内存（后面的10*sizeof(int)是你想分配的可变数组大小）：
type_name *p=(type_name*)malloc(sizeof(type_name)+10*sizeof(int));
这时候我们可以使用p->a[i]来访问可变长数组中的元素，但是用sizeof(*p)测试结构体，仍然是4。不信的话我们看看具体的例子：
#include
typedef struct type_name
{
int i;
int a[];
}type_name;
void main(int argc, char *argv[])
{
int i;
type_name *p=(type_name*)malloc(sizeof(type_name)+10*sizeof(int));
p->a[0] = 0;
p->a[1] = 1;
for(i = 0;i < 10;i++)
printf("%d",p->a[i]);
printf("%d",sizeof(*p));
}
这里要补充三个知识点，是前面没有讲到的。
第一个知识点是位运算，程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的，位运算说白了，就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。所以在我们手动计算位运算时，事先要把数据转换成二进制形式，然后再进行相应的位运算。C语言里的位运算符有6个：
按位与 &
按位或 |
按位异或 ^
取反 ~
左移 <<
右移 >>
按位与运算：相同位的两个数字都为1，则为1；若有一个不为1，则为0。
比如我们的整数5和28计算，如果是按位与，我们先转成二进制，5=2^2+2^0，所以5的二进制最低位和倒数第二位为1，其他位为0，即00000101（它的前面可能省略了很多0，因为我们这里只是把5当做一字节大小来算），28=2^4+2^3+2^2，所以28的二进制位000{{11100:0}}。
00000101 & 000{{11100:0}} = 00000100=4
按位或运算：相同位的两个数字只要有一个为1，则为1；若都不为1，则为0。
00000101 | 000{{11100:0}} = 000{{11101:0}}=29
按位异或运算：相同位的两个数字只要不相同，则为1；若都为1或都为0，则为0。
00000101 ^ 000{{11100:0}} = 000{{11001:0}}=25
取反：是一元运算符，把二进制位的0和1全部取反。
比如00000101取反后就是{{11111010:0}}
左移：a << b就表示把a转为二进制后左移b位（在后面添b个0）。
比如5 << 2,就是从00000101变成000{{10100:0}}
右移：和左移相似，a >> b表示二进制右移b位（去掉末b位）
比如5 >> 2,就是从00000101变成00000001
我们接下来看一个具体的程序：
# include
void main()
{
/* 定义了一个无符号字符型变量，此变量只能用来存储无符号数 */
unsigned char result;
int a, b, c, d, n;
a = 2;
b = 4;
c = 6;
d = 8;
/* 对变量进行“按位与”操作 */
result = a & c;
printf("result = %d", result);
/* 对变量进行“按位或”操作 */
result = b | d;
printf("result = %d", result);
/* 对变量进行“按位异或”操作 */
result = a ^ d;
printf("result = %d", result);
/* 对变量进行“取反”操作 */
result = ~a;
printf("result = %d", result);
a = 64;
n = 2;
/* 将操作数a右移(6-n)位 */
b = a >> (6-n);
printf("b = %d", b);
/* 将操作数a左移n位 */
c = a << n;
printf("c = %d", c);
/* 对操作数a进行的混合位运算 */
d = (a >> (n-1)) | (a << (n+1));
printf("d = %d", d);
}
运行结果为：
result = 2
result = 12
result = 10
result = 253
b = 4
c = 256
d = 544
注意我这里定义的是unsigned char无符号的数（正数），因为负数在计算机里会以补码的形式存在，这个有兴趣的可以去了解下。位运算在以前计算机硬件资源比较稀缺的时候用的蛮多的，那时候用1个字节来表示一个整数都觉得奢侈，所以把一个字节拆分成了8个二进制位来用，现在在单片机上也能经常看到位运算。
