C语言之自定义类型——结构体详解

目录

1.为什么要有结构体?

2.结构体的声明：

结构体变量的定义

typedef与define

结构体变量的初始化

 结构体的存储原理

问题引入：

详解 

结构体成员偏移量的求解

 1.调用offsetof()函数实现

 2.通过宏模拟实现offsetof函数实现

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1.为什么要有结构体?

这其实是因为事物有很多的性质，并且这些性质类型很有可能会不同，比如说：我们描述一本书时，便会定义书名(字符串）、作者（字符串）、书的价格（浮点型）等等，又如：描述一个学生时，我们会定义其姓名（字符串）、年龄（整型）、性别（字符串）等，那么这些能够描述同一事物的不同类型的数据类型便是结构体，这样能够使数据结构”高内聚，低耦合“。

2.结构体的声明：

我们以书为例：

 这里注意：如果创建的结构体是在函数外，那么类似于全局变量，在声明后的所有函数都能使用，而在函数内声明，则只能在本函数内部使用。

结构体变量的定义

结构体变量的定义一般是结构体加变量名，如：

这里的A就是结构体变量名，并且在这里我们还对A变量进行了整体初始化（初始化会一一对应）

 它的方式有多种，如：

 当然如果我们觉得每次定义都要写这么长很麻烦，我们可以用typedef进行类型重定义，如：

这里运用typedef 把struct book结构体类型转名为BK，也能实现相同的效果。这里讲到typedef，那就不得不与#define 进行对比了，这两者还是有区别的

typedef与define

#define是预处理时的宏命令指令，在预处理阶段会进行替换，而typedef 是关键字，在编译阶段处理，主要是进行类型的重定义，这里举个二者不同的典型例子：

 在上面定义的四个变量中，哪一个不是int*类型？

答案自然是b，为什么呢？因为typedef是类型替换，就是说可以把int*取了个别名叫int_ptr,这个int_ptr跟int，float这些一样都是类型，是独立的，因此c和d都是int*类型，而对于Int_ptr来说，它是宏定义的，它本身还是会被替换成int*,而对于int *a，b；句代码来说，*决定了类型，*a在一起，所以a是int*，而b前面没有*，所以是int类型，只有b前面也有*，这样b才会是int*类型。

我们还可以用匿名结构体定义变量，如：

 不过这样不能再定义新的变量。

结构体变量的初始化

对结构体变量的初始化，可以整体，也可以单独，如：

 也可以单独初始化，不过注意：对字符数组这样的，我们不可以直接赋值，而要用strcpy，如：

 哦对了，对结构体成员的访问，我们常用.和->,对于.我们可以理解成的，如上面的D.price可以理解成D的price，—>一般是地址寻问，如：

 结构体的存储原理

问题引入：

 请问上面代码的结果是多少，是4+1+4=9吗？

详解

对于结构体的存储，它其实得满足对齐规则，什么规则呢？

1.结构体的第一个成员位于结构体变量在内存中地址偏移量为0的地址处

2.其它成员（第二个成员往后所有成员）位于它的对齐数的整数倍的地址处（对齐数是成员的大小于默认对齐数的最小值，默认对齐数取决于编译器本身，如：vs 默认是8）

3.结构体总大小是所有成员的对齐数最大的那个的整数倍，

这里我们用上面的代码来解释：

 第一个是int类型，大小是4bit，所以是这样：

 对于b，是char类型，大小是1bit，默认对齐数是8，取小，所以会在1的倍数下开辟。如：

 

 对于c，大小是4bit，默认对齐数是8，取小，所以在4的倍数下开辟，如：

 所以结构体占0-11这12个bit，a，b，c的最大对齐数是4，而12正好是4的倍数，所以结果是12，

如图：

 当然，如果再加一个char d；如：

 此时应该是：

所以占0-15这些空间，共16bit，所以结果是16.如图：

结构体成员偏移量的求解

 1.调用offsetof()函数实现

offsetof函数是专门用来计算成员在type里的偏移量的，当然它的头文件是

代码如下：

 

 运行结果：

 2.通过宏模拟实现offsetof函数实现

我们可以用0强制类型转换成相应的结构体类型的指针，那么相当于在0地址处申请了一个struct类型的地址，然后解引用出相应的成员地址，通过&取出该地址在强制转换成int，这样就实现了。

如下：

希望对您有所帮助！