c语言结构体学习整理(结构体初始化，结构体指针)
出处：https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/83473208
目录
1、C语言结构体
1.1几种常用的结构体定义
1.2注意：
2、关于结构体变量的定义和引用
3、结构体的存储（内存对齐）
3.1结构体成员优化
4、结构体自引用
5、结构体的不完整声明
6、结构体传参
结论
7、结构体变量的初始化
7.1定义时赋值
7.2定义结构体之后逐个赋值
7.3定义之后任意赋值
8、结构体数组及其初始化
8.1结构数组初始化
8.2数组初始化
8.3四种方法
9、结构体与指针
9.1指向结构体变量的指针
9.2向结构体数组的指针
9.3结构体成员是指针类型变量
1、C语言结构体
数据经常以成组的形式存在。例如，雇主必须明了每位雇员的姓名、年龄和工资。如果这些值能够存储在一起，访问起来会简单一些。但是，如果这些值的类型不同（就像现在这种情况），它们无法存储于同一个数组中。在C中，使用结构可以把不同类型的值存储在一起。
1.1几种常用的结构体定义
//结构体名也叫标识符
struct 结构体名{
结构体所包含的变量或数组
};
struct{
结构体所包含的变量或数组
//后面不需要再使用结构体名定义其他变量，那么在定义时也可以不给出结构体名
//这样做书写简单，但是因为没有结构体名，后面就没法用该结构体定义新的变量。
} name1, name2;
tepedef struct{
结构体所包含的变量或数组
} name;
/* 声明变量时只能：name Stu*/
tepedef struct 结构体名{
结构体所包含的变量或数组
} name;
/* 声明变量时可：name Stu 或者 struct 结构体名 Stu*/
struct 结构体名 *变量名;
总结：最好带有结构体名进行定义声明。
结构与数组的区分：
聚合类型：能够同时存储超过一个的单独数据。
C语言提供了两种类型的聚合数据类型，那就是数组和结构。那么这两者之间有什么区分呢？
数组：它是相同类型的元素的集合；他的每个元素是通过下表引用或指针间接访问来选择（因元素长度相同，课通过下表访问）；
结构：是具有不同类型的成员；因结构的成员长度不同，所以不内容能通过下标访问，是通过名字访问；结构的变量属于标量类型
1.2注意：
[注意]
- 结构体和结构体变量是两个不同的概念：结构体是一种数据类型，是一种创建变量的模板，编译器不会为它分配内存空间，就像 int、float、char 这些关键字本身不占用内存一样；结构体变量才包含实实在在的数据，才需要内存来存储。
- 结构体中各成员的定义和之前的变量定义一样，但在定义时也不分配空间
- 结构体变量的声明需要在主函数之上或者主函数中声明，如果在主函数之下则会报错
- c语言中的结构体不能直接进行强制转换，只有结构体指针才能进行强制转换
- 相同类型的成员是可以定义在同一类型下的
5.例如：
struct Student
{
int number,age；//int型学号和年龄
char name[20],sex;//char类型姓名和性别
float score;
}；
2、关于结构体变量的定义和引用
在编译时，结构体的定义并不分配存储空间，对结构体变量才按其数据结构分配相应的存储空间
struct Book
{
char title[20];//一个字符串表
示的titile 题目
char author[20];//一个字符串表示的author作者
float value;//价格表示
};//这里只是声明 结构体的定义
struct Book book1,book2;//结构体变量的定义 分配空间
book1.value;//引用结构体变量
定义结构体变量以后，系统就会为其分配内存单元，比如book1和book2在内存中占44个字节（20+20+4）具体的长度你可以在你的编译器中使用sizeof关键字分别求出来。
例如：
#include
struct Book
{
char title[20];//一个字符事表示的titile题目
char author[20];/∥一个字符表示的author作者
float value;//价格表示
}；//这星只是声明结构体的定义
struct Book book1，book2;//结构体变量
int main（）
{
sizet size=sizeof(int);
size t sizel=sizeof(char);
size t size2=sizeof(float);
size_t size3=sizeof(book1);
printf("int占%d\nchar占%d\nfloat占%xd\nbook1占%xd"，size，size1，size2，size3);
}
注意：用sizeof关键字求结构体长度时，返回的最大基本类型所占字节的整数倍 比方说我们上面求得的为44 为 float(4个字节)的整数倍，但是我们把title修改为title[22]; 这时正常长度为46 ，但是你会发现实际求得的为48，(4的整数倍)
3、结构体的存储（内存对齐）
- 结构体整体空间是占用空间最大的成员（的类型）所占字节数的整数倍。
- 结构体的每个成员相对结构体首地址的偏移量(offset)都是最大基本类型成员字节大小的整数倍，如果不是编译器会自动补齐，
关于这个我们简单介绍下：
偏移量----偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量首地址的差。即偏移字节数，结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上他的大小，第一个成员的偏移量为0
struct S1
{
char a;
int b;
double c;
};
这里char a 偏移量为1 之后为int b 因为偏移量1不为int(4)的整数倍，所以会自动补齐，而在 double c 时，偏移量为8 是double(8)的整数倍，所以不用自动补齐 最后求得结构体得大小为 16
如图所示：
结构体对齐规则：
- 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
- 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=编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值。VS中默认对齐数为8，linux默认对齐数为4.
- 结构体总大小为最大对齐数（每个成员都有一个对齐数）的整数倍。
- 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。
3.1结构体成员优化
你可以在声明中对结构的成员列表重新排列，让那些对边界要求最严格的成员首先出现，对边界要求最弱的成员最后出现。这种做法可以最大限度地减少因边界对齐而带来的空间损失。例如，下面这个结构
struct ALIGN2{
int b;
char a;
char c;
}
所包含的成员和前面那个结构一样，但它只占用8个字节的空间，节省了33%。两个字符可以紧挨着存储，所以只有结构最后面需要跳过的两个字节才被浪费。
#include
//用typedef定义了一个结构体
typedef struct book
{
char title[20];
char author[20];
float value;
}BOOK; //这里的BOOK就等于struct book
int main()
{
B0OK book1={
“Hamlet",
"shakespeare”,
25};
printf("%s\n"，book.title);
printf("%d"，book.value);
};
等价于：
struct book book1{
"....."
"....."
"....."
...
};
4、结构体自引用
在一个结构内部包含一个类型为该结构本身的成员是否合法呢？这里有一个例子，可以说明这个想法。
struct SELF_REF1{
int a;
struct SELF_REF1b;
int c;
}这种类型的自引用是非法的，因为成员b是另一个完整的结构，其内部还将包含它自己的成员b。这第2个成员又是另一个完整的结构，它还将包括它自己的成员b。这样重复下去永无止境。这有点像永远不会终止的递归程序。
正确的结构体自引用如下：
struct SELF_REF2{
int a;
struct SELF_REF2*b;
int c;
};这个声明和前面那个声明的区别在于b现在是一个指针而不是结构。编译器在结构的长度确定之前就已经知道指针的长度，所以这种类型的自引用是合法的。
警告：
警惕下面这个陷阱（没有结构体名）：
typedef struct（
int a；
SELF_REF3*b；
}SELF_REF3；
这个声明的目的是为这个结构创建类型名SELF_REF3。但是，它失败了。
类型名直到声明的末尾才定义，所以在结构声明的内部它尚未定义。
解决方案是定义一个结构标签来声明b，如下所示：
typedef struct SELF_REF3_TAG{
int a；
struct SELF_REF3_TAG*b；
int c；
）SELF_REF3；5、结构体的不完整声明
偶尔，你必须声明一些相互之间存在依赖的结构。也就是说，其中一个结构包含了另一个结构的一个或多个成员。和自引用结构一样，至少有一个结构必须在另一个结构内部以指针的形式存在。
问题在于声明部分：如果每个结构都引用了其他结构的标签，哪个结构应该首先声明呢？
解决方案是使用不完整声明（incomplete declaration）：它声明一个作为结构标签的标识符。然后，我们可以把这个标签用在不需要知道这个结构的长度的声明中，如声明指向这个结构的指针。接下来的声明把这个标签与成员列表联系在一起。
struct B;
struct A{
struct B*partner;
/*other declarations*/
);
struct B{
struct A *partner;
/*other declarations */
);在A的成员列表中需要标签B的不完整的声明。一旦A被声明之后，B的成员列表也可以被声明。
6、结构体传参
typedef struct{
char product[PRODUCT_SIZE]; //PRODUCT_SIZE = 20
int quantity;
float unit_price;
float total_amount;
} Transaction;
void print_receipt(Transaction trans)
{
printf("%s\n", trans. product);
printf("%d @%.2f total %.2f\n", trans.quantity, trans.unit_price, trans.total_amount;
}
如果current_trans是一个Transaction结构，我们可以像下面这样调用函数：
print_receipt( current_trans);警告：
这个方法能够产生正确的结果，但它的效率很低，因为C语言的参数传值调用方式要求把参数的一份拷贝传递给函数。机器上整型和浮点型都占4个字节，那么这个结构将占据32个字节的空间。要想把它作为参数进行传递，我们必须把32个字节复制到堆栈中，以后再丢弃。
代码修改：
void print_receipt(Transaction * trans)
{
printf("%s\n", trans->product);
printf("8d e%.2f total %.2f\n", trans->quantity, trans->unit _price, trans->total_amount);
}
这个函数可以像下面这样进行调用：
print_receipt(¤t_trans);这次传递给函数的是一个指向结构的指针。指针比整个结构要小得多，所以把它压到堆栈上效率能提高很多。
传递指针另外需要付出的代价：是我们必须在函数中使用间接访问来访问结构的成员。结构越大，把指向它的指针传递给函数的效率就越高。
结论
结构体传参有两种形式，一个是传结构体，一个是传地址，但是建议选择传地址。因为在栈帧知识中，函数传参，是需要压入栈的，但是如果传结构体对象时，结构体过大，所占空间也就过大，会导致性能下降。
结构体传参，是不会发生降级，要将参数设置为结构体的地址。
7、结构体变量的初始化
ps：在对结构体变量初始化时，要对结构体成员一一赋值，不能跳过前面成员变量，而直接给后面成员赋初值，但是可以只赋值前面几个，对与后面未赋值的变量，如果是数值型，则会自动赋值为0,对于字符型，会自动赋初值为NULL，即‘\0’
#include
struct Student
{
char cName[28];
int number;
char csex;
float score;
}stu1;
//这里我们只对cName还有number初始化
int mai()
{
struct Student stul={"赵", 12345, };
printf("Name1：%s\nSex1：%c\nSchool Number1：%d\n分数：%f",stul.cName，stu1.csex,stul.number,stu1.score)
}
7.1定义时赋值
struct Student
{
char name[20];
char sex;
int number;
}stu1={"zhaozixuan",'M',12345};
//或者
struct Student
{
char name[20];
char sex;
int number;
}；
struct Student stu1={"zhaozixuan",'M',12345};
7.2定义结构体之后逐个赋值
stu1.name="王伟"；
stu1.sex='M';
stu1.number=12305;
//也可用strcpy函数进行赋值
strcpy(stu1.name,"王伟");
7.3定义之后任意赋值
可参考这篇博文：https://blog.csdn.net/qq_36588941/article/details/90736496
struct Student stu1={
.name="Wang",
.number=12345,
.sex='W',
};//可以对任意变量赋值
这样写的好处时不用按照顺序来进行初始化，而且可以对你想要赋值的变量直接进行赋值，而不想赋值的变量可以不用赋值
需要注意的是如果在定义结构体变量的时候没有初始化，那么后面就不能全部一起初始化了；
8、结构体数组及其初始化
8.1结构数组初始化
结构体数组与结构体变量区别只是将结构体变量替换为数组
struct Student
{
char name[20];
char sex;
int number;
}stu1[5]={
{"zhaozixuan",'M',12345},
{"houxiaohong",'M',12306},
{"qxiaoxin",'W',12546},
{"wangwei",'M',14679},
{"yulongjiao",'W',17857}
};
stu1[3].name[3]//表示stu1的第三个结构变量中姓名的第五个字符
//若初始化时已经是结构体数组全部元素[]中的数可以不写如stu1[]=
这样初始化也是对的：
struct Student stu1[5]={
{"zhaozixuan",'M',12345},
{"houxiaohong",'M',12306},
{"qxiaoxin",'W',12546},
{"wangwei",'M',14679},
{"yulongjiao",'W',17857}
};注意结构体数组要在定义时就直接初始化，如果先定义再赋初值是错误的
例如：
struct Student stu1；
stu1[3]={
{"zhaozixuan",'M',12345},
{"houxiaohong",'M',12306},
{"qxiaoxin",'W',12546}
};
这样子是错误的！！！！
8.2数组初始化
char str[20];
str="I love you";/* 这样会修改数组的地址，但是数组的地址分配之后是不允许改变的 */
//数组名是常量，不允许被赋值
8.3四种方法
1.定义数组时直接定义
char str[20]=“I love you”;2.用strcpy函数进行复制
char str[20];
strcpy(str,“I love you”);3.用memset函数进行复制
void *memset(void *s,int c,size_t n)作用：将已开辟内存空间s的首n个字节的值设为值c。
char str[20];
memset(str,'a',20);
如果是字符类型数组的话，memset可以随便用，但是对于其他类型的数组，一般只用来清0或者填-1，如果是填充其他数据就会出错
int str[10];
memset(str,1,sizeof(str));//这样是错误的
这里我们说下这个错误：
首先我们要知道memset在进行赋值时，是按字节为单位来进行赋值的，每次填充的数据长度为一个字节，而对于其他类型的变量，比如int，占4个字节 所以sizeof(str)=40； 而用memset赋值时，将会对指向str地址的前40个字节进行赋值0x01（00000001） 的操作，把0x00000000赋值4次0x01操作变为0x01010101（00000001000000010000000100000001）
相当于给“前10个int”进行了赋值0x01010101的操作 对应十进制的16843009
所以会出很大的错误
#include
#include
#include
char str[20];
int i,num[10];
int main()
{
memset(str, 'a', 20);
for(i=0; i<20; i++)
printf("%c",str[i]);//char类型没有问题
memset(num,5,sizeof(num));
size_t size = sizeof(num);
printf("字节长度为：%d\n", size);
for(i=0; i<20; i++)
printf("%d",mum[i]);//int类型会出现很大的bug
return 0;
} 这里请务必要注意，但是如果是清零一个数组用memset还是很方便的
简单使用的话同学们用strcmp函数就行
4.使用指针（注意内存分配）
char *str；
str=“I love you”;这两句话的本质是，在内存中开辟一段内存空间，把"I love you"放进这段内存空间，然后把这段内存空间的地址交给str，由于str是变量，所以给它赋值是合法的。
int str[10]={1};//这里只是把str的第一个元素赋值为1，其他元素默认为09、结构体与指针
我们知道，指针指向的是变量所占内存的首地址，在结构体中，指针指向的是结构体变量的起始地址，当然也可指向结构体变量的元素
9.1指向结构体变量的指针
定义形式一般为
struct 结构体名 * 指针名；
比如： struct Student * p；
struct Student
{
char cName[20];
int number;
char csex;
}student1;
struct Student*p;
p=&student1;
//若为结构体数组则
struct Student stu1[5];
struct Student*p;
p=stu1;//因为stu1为结构体数组而p=stu1直接是指向stu1的首地址，就不用再加&符
结构体变量名和数组名不同，数组名在表达式中会被转换为数组指针，而结构体变量名不会，无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身，要想取得结构体变量的地址，必须在前面加&
用结构体指针变量访问结构体变量成员有以下两种方式：
(*p).cName //这里的括号不能少
p->cName简单来说以下三种形式是等价的
p->cName
(*p).cName
student1.cName
p->cName //可以进行正常的运算
注意：p->number++; 是将结构体变量中number的值进行运算，然后再加一
9.2向结构体数组的指针
在我们想要用指针访问结构体数组的第n个数据时可以用
struct Student stu1[5];
struct Student*p;
p=stu[n];
(++p).number//是指向了结构体数组下一个元素的地址
9.3结构体成员是指针类型变量
struct Student
{
char* Name;//这样防止名字长短不一造成空间的浪费
int number;
char csex;
}student1;
在使用时可以很好地防止内存被浪费，但是注意在引用时一定要给指针变量分配地址，如果你不分配地址，结果可能是对的，但是Name会被分配到任意的一的地址，结构体不为字符串分配任何内存存储空间具有不确定性，这样就存在潜在的危险
struct Student
{
char* Name;
int number;
char csex;
}stu，*stu；
stu.name=(char*)malloc(sizeof(char));//内存初始化
这里我们说一下，同学们看书的时候一般不会看到，
如果我们定义了结构体指针变量，他没有指向一个结构体，那么这个结构体指针也是要分配内存初始化的，他所对应的指针类型结构体成员也要相应初始化分配内存