C语言知识点---结构体

结构是一些值的集合,这些值被称为成员变量,结构体的每个成员变量可以是不同类型的变量。

注意:数组是一组相同类型元素的集合,结构体成员可以是不同类型的。

1.结构体的声明:

struct tag  //struct是关键字,tag是标签名  两者合起来是结构体类型
{
    member-list;  //成员列表
}variable-list;  //变量列表

1.1声明解释:

1.struct是结构体的关键字

2.tag是结构体标签名

3.关键字+标签名是结构体的类型

4.member-list是结构体的成员列表

5.variable是结构体的成员列表

1.2结构体的特殊声明

不完全声明-匿名结构体类型

struct 
{
	char name[20];
	int price;
	char id;
} S;

1.省略了结构体的标签名

2.直接以匿名结构体类型创建了结构体变量S

3.在以下这种情况,编译器会把这两个声明当成不同的类型,是非法的

#include 
struct 
{
	char name[20];
	int price;
	char id;
} S;
struct
{
	char name[20];
	int price;
	char id;
}* PS;
int main()
{
	PS = &S;
	return 0;
}

匿名结构体没有便签,不是一个完整的结构体类型,只能使用一次;

1.3举例-创建一个书的结构体类型:

结构是用来描述生活中的复杂对象的。

struct book  //book是标签名
{
	char name[20];
	int price;
	char id[20];
};  //没有定义变量列表

1.book是标签名

2.name、price、id都是book的成员变量,类型不同;

3.没有创建结构体变量,创建结构体变量的方式有两种,如下文:

1.4结构体的自引用:

结构体的自引用可以实现链表的功能等

错误的引用:

struct S
{
	int a;
	struct S s;
};

会造成S无限内存的问题

正确的自引用:

struct S
{
	int a;
	struct S* s;
};

结构体如果需要自引用,那么成员不包含该结构体本身,包含指向该结构体类型的指针;

如果想对一个结构体重命名,那么必须其成员变量必须明确(不可以省略第一行的S);

typedef struct S
{
	int a;
	struct S* s;
}S;

2.结构体变量的定义与初始化

2.1创建结构体变量

方法1:拿数据类型创建变量

struct book b1;

struct book b2;

struct book b3;

创建了一个类型为书的结构体变量b1、b2、b3。

方法2:创建结构体类型的同时直接创建结构体变量

#include 
struct book
{
	char name[20];
	int price;
	char id[20];
}b4,b5,b6;

两者方式有什么不同呢?

方法2创建的变量是全局变量、方法1创建的变量是局部变量;

2.2结构体变量的初始化

#include 
struct S
{
	int a;
	double b;
};
struct B
{
	double c;
	struct S d;
}cc = { 31.4,{20,131.4} };
int main()
{
	struct B bb = { 3.14,{2,13.14} };
	printf("%f %d %f\n", bb.c, bb.d.a, bb.d.b);
	printf("%f %d %f\n", cc.c, cc.d.a, cc.d.b);
}

结构体B变量bb是局部变量,cc是全局变量。

3.结构体占用的内存空间

3.1结构体内存对齐规则:

1.第一个成员变量在与结构体变量偏移量为0的地址处。

2.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=编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值,,VS中默认的值是8.

意思是:从第二个成员变量开始,偏移量为min(默认对齐数8,该成员大小)

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。

例子1:计算结构体变量s的大小

#include 
struct S
{
	int a;
	double b;
	char c;
};
int main()
{
	struct S s;

	printf("%d", (int)sizeof(s));
}

C语言知识点---结构体_第1张图片

 例子2:结构体成员变量包含结构体类型变量的情况

#include 
struct S
{
	int a;
	double b;
	char c;
};
struct M
{
	int d;
	struct S s;
	int f;
};
int main()
{
	struct M m;

	printf("结构体类型M的空间大小是->%d", (int)sizeof(m));
}

C语言知识点---结构体_第2张图片

3.2 为什么存在内存对齐的现象?

1.平台原因(移植性):不是所有的硬件平台都可以访问任意地址的任意数据;

2.性能原因: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,处理器需要作两次内存访问,而对齐的内存访问仅需要一次访问;

总体来说:结构体的内存对齐是拿空间换取时间的做法;

设计结构体的过程中,既要满足对齐,又要节省空间,可以让占用空间小的变量集中在一起;

3.3修改默认对齐数

#pragma pack(2) 

 .......   

#pragma()

意思是:在两行之间代码的对齐数是2。

4.结构体传参

1.结构体传参:新建一个与该结构体类型相同的结构体

2.结构体指针传参:将结构体的指针传递给函数

代码如下示例:

#include 
struct S
{
	int a[1000];
	double b;
	char c[3];
};

void print1(struct S s1)
{
	//printf("%d %d %d\n", s1.a[0], s1.a[1], s1.a[2] );
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", s1.a[i]);
	}
}
void print2(struct S* ps)
{
	//printf("%d %d %d\n", s1.a[0], s1.a[1], s1.a[2] );
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", * (ps->a + i));
	}
}
int main()
{
	struct S s = { {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},5.21, "abc"};

	printf("值传递参数->");
	print1(s);

	struct S* ps = &s;

	printf("\n");

	printf("地址传递参数->");
	print2(ps);
	
	return 0;
}

函数传参的时候,参数是需要压栈的;

地址传递的方式更优,不但接收效率高,占用的空间较小,也可以改变结构体的数据;

下篇文章介绍位段的相关知识

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