结构体知识总结

在C语言中，结构体(struct)指的是一种数据结构，是C语言中聚合数据类型(aggregate data type)的一类。结构体可以被声明为变量、指针或数组等，用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合，这些元素称为结构体的成员(member)，且这些成员可以为不同的类型，成员一般用名字访问。

结构体类型创建

结构体的声明使用的是 struct 关键字，它的声明格式如下：

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

例如描述一个学生：

struct stu
{
    char name[20];//名字
    int age;//年龄
    char sex[5];//性别
    char id[20];//学号
};//分号不能丢

特殊的说明：

在声明的时候，可以不完全声明，比如：

//不完全声明
struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
}x;

它省略掉了结构体标签（tag）,但是在之后想要再次建立是就没有办法了，因此不推荐这样的写法，不过我们可以吧一个结构体写成一个类型，使用 typedef 就可以完成，如：

typedef struct 
{
    int a;
    char b;
    float c;
}x;

这样x就被重定向为一个类型了，我们可以使用x去定义类型

结构体初始化

结构体的初始化只能在定义变量的同时赋初值，如

struct stu
{
    char [20];
    int age; 
};//结构体声明 

struct stu p = {"zhangsan", 18};//初始化

结构体内存对齐

首先掌握一下结构体的几个对齐规则

1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处，
2. 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 与 该成员大小的较小值。 （即：自己的偏移量能整出对齐数）
   
   • VS中默认的值为8
   • linux只默认的值是4
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。

总体来说

结构体的内存对齐就是拿空间换取时间的做法

struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};

struct S2
{
    char c1;
    char c2;
    int i;
};

S1和S2类型的成员一模一样，但是S1和S2所占空间的大小有了一些区别。
通过sizeof我们可以查看他们的空间大小：

    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));

结果如下：

我们来分析一下S1（VS环境下）

struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};

S1 中c1为char类型，类型字节为1个，小于8所以他的对齐数为1，且他的偏移量为0，因此它不需要对齐；

第二个成员i为int型，类型字节为4个，小于8所以它的对齐数为4，它的偏移量这时为1（在c1上面），不能够整除4，因此将 i 移到偏移量为4的地方 ，所以就丢弃了c1到i之间3个字节的空间，且int型自己占4个字节，到这里已经占用了8字节（1+3+4）；

同样第三个成员c2的对齐数也是1，这时它的偏移量为9，可以整除它的对齐数。S1的结构已经分析完了，它的所占用9个字节（1+3+4+1）。

最后求的整体的总大小（可不是9），总大小应该为最大对其数的整数倍，S1的最大对齐数应为4，因为9不是4的整数倍，且S1的空间要大于9个字节，因此S1的总大小为12。

图示如下：

位段

1. 位段的成员必须是int， unsigned int 或 signed int。
2. 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

struct A
{   
    int _a : 2;
    int _b : 5;
    int _c : 10;
    int _d : 30;
}

后面的数字分别表示所占bit位的个数

枚举+联合

枚举（enum）就是把可能的取值一一列举。

enum Day
{
    Mon,
    Tues,
    Wed,
    Thur,
    Fri,
    Sat,
    Sun     
};

联合也是一种特殊的自定义类型，这种类型定义的变量也包含一系列的成员，特征是这些成员公用同一块空间（所以联合也叫共用体）。

union Un
{
    int i;
    char c;
};//声明

union Un un;//定义

联合体的特点是公用一块内存空间的，这样一个联合体变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）。