一 结构体详解
1.1结构体类型声明
1 struct tag
2 {
3 member-list;
4 }variable-list;
- struct是结构体关键字
- tag是结构体的标签名，是自定义的
- struct tag就是结构体类型
- { }里面放的是成员列表
- variable-list是变量
- member-list 是结构体成员
- 结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同
- 结构体成员，不能初始化。
例如：
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
1.2 结构体变量的创建和初始化
#include <stdio.h>
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
//按照结构体成员的顺序初始化
struct Stu s = { "张三", 20, "男", "20230818001" };
printf("name: %s\n", s.name);
printf("age : %d\n", s.age);
printf("sex : %s\n", s.sex);
printf("id : %s\n", s.id);
//按照指定的顺序初始化
struct Stu s2 = { .age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex =
"⼥" };
printf("name: %s\n", s2.name);
printf("age : %d\n", s2.age);
printf("sex : %s\n", s2.sex);
printf("id : %s\n", s2.id);
return 0;
}
注意：
只有结构体变量才分配地址，而结构体的定义是不分配空间的
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
结构体变量不能整体引用，只能引用变量成员
1.3 结构体的特殊声明
匿名结构体类型
struct
{
int a;
char b;
float c;
}x;
struct
{
int a;
char b;
float c;
}a[20], *p;
二 结构体数组
定义结构体数组：
struct Student students[100];
2.1 结构体数组的初始化
直接初始化
struct Student students[3] = {
{"Alice", 20, 3.5},
{"Bob", 21, 3.7},
{"Charlie", 19, 3.8}
};
逐个初始化strcpy(students[0].name, "Aa");
students[0].age = 20;
students[0].gpa = 3.5;
strcpy(students[1].name, "Bb");
students[1].age = 21;
students[1].gpa = 3.7;
strcpy(students[2].name, "Cc");
students[2].age = 19;
students[2].gpa = 3.8;
ps：
strcpy函数用于将字符串复制到结构体成员中。
2.2 修改结构体数组的元素
students[1].age = 22; // 修改Bb的年龄
三 结构体的内存对齐
3.1 对齐规则：
- 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处
- 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。
对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数 与 该成员变量⼤⼩的 较⼩值。
- VS 中默认的值为 8
- Linux中 gcc 没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩
- 结构体总⼤⼩为 最⼤对⻬数 （结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的） 的整数倍。
- 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。
//练习1
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
int main() {
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
return 0;
}
运行结果
char c1,占一个字节，而VS中默认的值为8，1小，所以选择1，而结构体的第⼀个成员对齐到相对结构体变量起始位置偏移量为0的地址处。所以c1就占了0。。
int a，占4个字节，而VS中默认的值为8，4小，所以选择4；4的整数倍就是4，然后从4开始占4个内存空间。
char c2,占一个字节，而VS中默认的值为8，1小，所以选择1；这里8刚好就是1的整数倍。
总的共用了9个
最后因为结构体总大小为最大对齐数（结构体中每个成员变量都有一个对齐数，所有对齐数中最大的）的整数倍，这里最大的为4，所以最后结构体的大小就是12。 
3.2 为什么存在内存对齐
1. 平台原因(移植原因)：
不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
2. 性能原因：
数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然然边界上对齐。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。假设一个处理器总是从内存中取8个字节，则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对齐成8的倍数，那么就可以用一个内存操作来读或者写值了。否则，我们可能需要执行两次内存访问，因为对象可能被分放在两个8字节内存块中。
总体来说： 结构体的内存对齐是拿空间 来换取时间的做法。
3.3 修改默认对齐数
#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数。
**#pragma pack()**取消设置的默认对齐数，还原为默认。
#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数，还原为默认
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S));
return 0;
//输出的结果为6
}
四 结构体传参
#include <stdio.h>
struct S
{
int data[1000];
int num;
};
struct S s = { {1,2,3,4}, 1000 };
//结构体传参
void print1(struct S s)
{
printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
print1(s); //传结构体
print2(&s); //传地址
return 0;
}
我们传参时最好使用print2。
因为参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。
如果传递⼀个结构体对象的时候，结构体过⼤，参数压栈的的系统开销⽐较⼤，所以会导致性能的下降。
所以结构体传参的时候，要传结构体的地址。
祝大家生活愉快。