《重生到现代之从零开始的C语言生活》—— 结构体和位段

结构体

我们在之前是了解过结构体的，现在我们来稍微复习一下

结构体的声明

c 复制代码

struct name
{
  member list
}；

假如我想创建一个结构体呢么我们可以

c 复制代码

struct a
{
  int a;
  char b[20];
  float c;
};

这是我们创建了这个结构体，当我们想初始化时

c 复制代码

#include<stdio.h>
struct a
{
  int a;
  char b[20];
  float c;
};

int main
{
struct a aa={20,"abc",1.0};//按照顺序初始化
//当我想打印其中某个元素时
printf("%d",aa.a);//.前面是结构体的名字，.后面是要打印的结构体的成员
return 0; 
}
//当然也可以指定初始化
struct a bb{.a=20,.b="abc"};//像这样就是指定成员初始化

匿名结构体

当然也可以不带结构体的标签，这种叫匿名的结构体类型

像

c 复制代码

struct 
{
  int a;
  char b[20];
  float c;
};//就是个匿名结构体类型

匿名的结构体类型，如果没有结构体类型重命名的话，基本上只能用一次

结构的自引用

就是在结构中包含一个同类型的结构体变量

比如

c 复制代码

struct Node

{
 int data;
 struct Node* next;//就是创造了一个Node类型的指针（就是自身类型），名字叫next，不能直接放一个自身结构体
};

结构体内内存

结构体体内有很多类型的数据，就没有人好奇结构体在内存中是怎么存放的吗

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。

假如说有这么一个结构体

c 复制代码

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

我们要算结构体的内存

假如我们把内存序列标记成 0 1 2 3 4 5 6等

首先，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

那么0就存放a

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默认为8，就用4和8来比较，4较小，要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处，就是4 5 6 7存放b

c也是一样，8 放置c

本来需要9个字节来储存结构体，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，最大的是4，所以需要12个字节

于是结构体的内存大小为12个字节

为什么要存在内存对齐

因为不是所有平台都能访问任意地址上的任意数据，也有人说为了读取快一点，总的来说是一种拿空间换时间的做法

修改对齐数

#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数

假如我想要修改对齐数是2

我们可以在声明结构体之前写

c 复制代码

#pragma pack(1)

就能将对齐数改成1

如果想改回来，那么只需要在声明之后写

c 复制代码

#pragma pack()

就能将对齐数恢复原状

结构体传参

函数传参的时候，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，结构体传参不要传结构体本身，要传结构体的地址

结构体实现位段

位段和结构体有所不同

位段必须是int unsigned int signed int,在c99中也可以选择其他类型

位段的成员名后边有一个冒号和一个数字

比如

c 复制代码

struct a
{
  int a:2;
  int b:5;
  int c:6;

}

位段的初始化

c 复制代码

struct a
{
  int a:2;
  int b:5;
  int c:6;

}
struct a aa={0};
aa .a = 10;
aa. b = 20;//这样子初始化

位段的内存分配

位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的⽅式来开辟的。

像char a:3;就是给a分配了3个bit存储

先开辟一个字节，就是4个bit，从右往左就是3个bit ，如果剩下的空间够下一个成员就继续，不够就把剩下的空间浪费掉，重新开辟然后储存

注意

位段会有⼏个成员共有同⼀个字节的情况，这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置，那么这些位置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址，⼀个字节内部的bit位是没有地址的。

所以不能对位段的成员使⽤&操作符，这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输⼊值，只能是先输⼊放在⼀个变量中，然后赋值给位段的成员。

像这样

c 复制代码

 int b = 0;
 scanf("%d", &b);
 sa.b = b;
 return 0;

位段不能跨平台使用，因为不知道下一个平台是多少位的机器，开辟的内存可能会不一样。

今天的知识讲解完啦，如果觉得有用可以点一下赞和关注，也可以先收藏以防需要时找不到哦，当然如果作者写的哪里有问题欢迎指出，我们一起进步！！！
祝看到这里的人天天开心哦（笔芯）