【嵌入式——C语言】结构体

概念

结构体是一种构造类型的数据结构，是一种或多种基本类型或构造类型的数据的集合。

定义

• tag 是结构体标签；
• member-list 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f;，或者其他有效的变量定义；
• variable-list 结构体变量，定义在结构的末尾，最后一个分号之前，可以指定一个或多个结构变量；
• 在一般情况下，tag、member-list、variable-list 这 3 部分至少要出现 2 个。

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

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
} book;

这个结构体并没有标明其标签，以后只可以使用s1这个变量，不能再定义其他变量了，代码如下：

struct
{
    int a;
    char b;
    double c;
} s1;

结构体的标签被命名为SIMPLE,没有声明变量，代码如下：

struct SIMPLE
{
    int a;
    char b;
    double c;
};

也可以用typedef创建新类型，代码如下：

typedef struct sim
{
    int a;
    char b;
    double c;
} Simple2;

可以用Simple2作为类型声明新的结构体变量 Simple2 u1, u2[20], *u3;

初始化及使用

废话不多说，直接上代码

struct stu {
    int num;
    char name[20];
    char sex;
    char* addr;
};
struct stu boy;
struct stu lucy = {101, "lucy", 'f'};

必须按照顺序进行初始化，中间字段不可以不赋值，后面的字段可以不初始化。
注意：struct stu lucy = {101, , ‘f’};这种写法是错误的

boy.num = 100;
strcpy(boy.name, "bob");
boy.sex= 'a';
boy.addr="address";

相同类型的结构体可以相互赋值，如boy = lucy;

结构体数组

由若干个相同类型的结构体变量构成的集合。

struct 结构体类型名 数组名[元素个数] 

struct stu edu[3];
edu[0].num=100;

结构体指针

即结构体的地址，定义一个变量来存放这个地址，这个变量就是结构体指针变量。

struct 结构体类型名 *结构体指针变量名

struct stu{
 int num;
 char name[20];
};

struct stu *p;

struct stu boy;
p=&boy;

(*p).num = 100; 或者p->num = 100; 或者boy.num = 100;

结构体内存分配

结构体变量大小，是所有成员大小之和，但是在实际结构体变量分配内存的时候是规则的，实际会多分配一些内存。
规则1

• 以多少个字节为单位开辟内存空间；
• 给结构体变量分配内存的时候，会去结构体变量中找基本类型的成员，哪个基本类型的成员占字节数多，就以它为单位开辟内存；
• 成员中只有char型数据，以1字节为单位开辟内存；
• 成员中出现了short int类型数据，没有更大字节数的基本类型数据，就以2字节为单位开辟内存；
• 出现了int 、float没有更大字节的基本类型数据的时候以4字节为单位开辟内存；
• 出现了double类型的数据：在vc6.0和Visual Studio中，以8字节为单位开辟内存、在Linux环境gcc里，以4字节为单位开辟内存、无论哪种环境 double型变量，占8字节；
• 如果在结构体中出现了数组，数组可以看成多个变量的集合，如果出现指针的话，没有占字节数更大的类型的，就以4字节为单位开辟内存；
• 在内存中存储结构体成员的时候，按定义的结构体成员的顺序存储。

规则2

• 字节对齐；
• char 1字节对齐，即存放char型的变量，内存单元的编号是1的倍数即可；
• short int 2字节对齐，即存放short int型的变量，起始内存单元的编号是2的倍数即可；
• int 4字节对齐，即存放int型的变量，起始内存单元的编号是4的倍数即可；
• long int 在32位平台下，4字节对齐，即存放long int型的变量，起始内存的编号是4的倍数即可；
• float 4字节对齐，即存放float型的变量，起始内存单元的编号是4的倍数即可；
• double：vc6.0和Visual Studio环境下，8字节对齐，即存放double型变量的起始地址，必须是8的倍数，double变量占8字节，gcc环境下 4字节对齐 即存放double型变量的起始地址，必须是4的倍数，double变量占8字节；
• 当结构体成员中出现数组的时候，可以看成多个变量；
• 开辟内存的时候，从上向下一次按成员在结构体中的位置开辟空间。

字节对齐的目的：用空间来换时间，提高CPU读取数据的效率。

指定对其原则

1.#pragma pack(value)

• value只能是1 2 4 8
• 指定对其值与数据类型对其值相比取较小值；
• #pragma pack(2)

2.以多少个字节为单位开辟内存
结构体成员中，占字节数最大的类型长度和value比较，取较小值为单位开辟内存。

位段

在结构体中，以位为单位的成员，称之为位段(位域)。

struct stu {
unsigned int a:2;
unsigned int b:4;
unsigned int i;
} data;

不能对位段成员取地址，因为这个位段成员可能不够一个字节。