关于结构体类型的讲解

一、结构体类型的声明

二、结构体的自引用

三、结构体变量的定义和初始化

1、结构体变量的定义

2、结构体变量的初始化

四、结构体内存对齐

五、修改对齐数

六、结构体传参

一、结构体类型的声明

struct stu
{char arr[20];int age;int hight;
}s1;

其中struct——结构体关键字，stu——结构体标签，是根据自己的需求写，这里我举例为学生，大括号里面的是结构体成员变量，s1——结构体变量，这里注意，虽然在创建结构体的时候，加了大括号后末尾会自动分号“；”，但是还是不要忘记不能丢。

结构体还可以匿名声明，就是不写结构体标签：

struct
{char arr[20];int age;int hight;
}s1;

这种结构体变量也能用，不过只能在大括号后面和分号中间创建变量，在其他地方都不能创建变量，

另外，如果再创建一个一样的结构体，成员变量也一模一样的结构体指针p，是不能取地址s1赋值给p的，因为编译器会认为它们两个是不同的结构体类型。

二、结构体的自引用

结构体是可以包含一个结构体的，但是这个被包含的结构体的大小必须是确定了的，否则这个大的结构体大小也无法确定。

struct Node
{int data;struct Node next;
};

像这样结构体中包含自己，那就是无法算出它的大小，如果想包含，就在成员变量里的结构体加一个“*”，表示是一个指针，大小就是4个字节：

struct Node
{int data;struct Node* next;
};

三、结构体变量的定义和初始化

1、结构体变量的定义

struct stu
{char arr[20];int age;int hight;
}s1 = { "王五",19,183 };struct stu s2 = { "李四",18,175 };int main()
{struct stu s3 = { .arr = "张三",.age = 18,.hight = 180 };struct stu s2 = { .age = 19,.hight = 183,.arr = "王五" };printf("姓名：%s  年龄：%d  身高：%d\n", s1.arr, s1.age, s1.hight);printf("姓名：%s  年龄：%d  身高：%d\n", s2.arr, s2.age, s2.hight);printf("姓名：%s  年龄：%d  身高：%d\n", s3.arr, s3.age, s3.hight);return 0;
}

我们有三种定义方式：

1、在创建结构体的时候一起创建了结构体变量，例如s1，

2、在main函数外部创建结构体变量，例如s2，

3、在main内部创建的变量，例如s3，

其中s1和s2是全局变量，s3是局部变量。

2、结构体变量的初始化

可以在创建变量的同时一起初始化，也可以在函数内部进行初始化，在函数内部初始化可以打乱顺序，即在括号内指定成员变量进行初始化。

四、结构体内存对齐

我们知道char占1个字节，short占2个字节，int占4个字节，float占4个字节，long占8个字节，double占8个字节，那么一个结构体大小是几呢？

计算方法如下：

1、第一个成员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，在vs中默认对齐数是8。

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。

举个例子：

struct stu
{char arr;int age;int hight;
}s1;

第一个成员变量是char类型，1个字节，比默认对其数8小，所以对齐数为1，从0开始，占1个字节空间。

第二个是int类型，4个字节，默认对齐数是8，而int是4，所以对齐数是4，前面只占了一个字节的空间，不够4的倍数，所以只能浪费空间，从4开始，占4个空间（4，5，6，7），

第三个也是int类型，此时，正好是从8开始分配空间（8，9，10，11）。

从0~11，总共是12个字节，是最大对其数4的倍数，所以该结构体的大小为12。

再来一道题：

struct stu
{char arr[3];int age;int hight;
}s1;struct A
{int a;struct stu s1;
}A1;int main()
{printf("%d\n", sizeof(A1));//printf("%d\n", sizeof(s1));return 0;
}

该输出结果为16，这里要注意两个点：

第一，s1中的char类型是个数组，是占3个字节，经过计算，该结构体的大小为12，

第二、A1中包含s1结构体，算大小的时候，先给a分配4个字节空间，在看s1中的最大对齐数，是4，所以不用浪费空间，直接从4开始分配，分配空间大小就是s1的大小，，所以是4 + 12 = 16个字节。

搞这么麻烦，为什么要这样设置内存对齐呢？

1、平台原因：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。

那么如何有效的减小空间呢？

我们可以在创建结构体变量时，把结构体成员变量的类型大小从小到大排。

五、修改对齐数

这里我们用到一个预处理指令：#pragma

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{//输出的结果是什么？printf("%d\n", sizeof(struct S1));printf("%d\n", sizeof(struct S2));return 0;
}

结构在对齐方式不合适的时候，我们可以自己更改默认对齐数。

六、结构体传参

传参和基本数据类型传参一样：

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;
}

传值，相当于是临时拷贝一份，而传址，是把地址传过去，我们优先考虑传址，因为函数传参的时候，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，参数压栈的系统开销就比较大，所以会导致性能的下降。