C语言——结构体

目录

一、结构体的类型声明

二、特殊的声明

三、结构体的自引用

 四、结构体变量的定义与初始化

五、结构体内存对齐 

 六、修改默认对齐数

 七、结构体传参

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一、结构体的类型声明

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

例如定义了一个Book结构体: 

struct Book
{
 char[20] name;
 char[10] author;
 int num;
}; //注意分号不能省

二、特殊的声明

在进行结构体声明时，可以进行不完全声明

例如匿名结构体类型（省略了结构体标签 tag）

struct
{
int n;
char c;
char a[10];
} q;
struct
{
int n;
int c;
char a[20];
} *p;

这两个结构体的成员变量完全一致，但是*p!=&q，因为编译器会把两个声明当成完全不同的两个类型，故这样写是非法的。

三、结构体的自引用

正确引用：

struct Node
{
int num；//数据域
struct Node* next;//指针域
};

典型错误1：

struct Node
{
int num;
struct Node node;
};

这种错误无法计算sizeof(struct Node),这样会陷入无限死循环。

典型错误2：

typedef struct 
{
int num;
Node* next;
}Node;

 这种错误编译无法通过，因为在自定义结构体时，还没有定义完，便在成员变量中进行使用。

正确写法：

typedef struct Node
{
int num;
struct Node* next;
}Node;

 四、结构体变量的定义与初始化

1.全局变量

struct Point
{
int x;
int y;
}p1;

全局变量赋值

struct Point
{
int x;
int y;
}p1={1,2};

2.局部变量

struct Point
{
int x;
int y;
};
int main()
{
struct Point p={1,2};
}

3.结构体嵌套

struct Node
{
int num;
struct Point p;
struct Node* next;
}n={1,{2,4},NULL};
struct Node n2={2,{2,3},NULL};

五、结构体内存对齐 

 结构体内存对齐的规则：

1.结构体第一个成员变量直接对齐相对于结构体变量起始位置为0的偏移处

2.从第二个成员变量开始，要对齐到某个【对齐数】的整数倍的偏移处

对齐数：结构体成员变量自身大小和默认对齐数的较小值

VS：8

Linux：默认不设对齐数（对齐数是结构体成员自身的大小）

3.结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍

每个结构体成员都有一个对齐数，其中最大的对齐数就是最大对齐数

4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己最大对齐数的整数倍，结构体的整体大小就是最大对齐数的整数倍。

例题一：

struct S1
{
char c1;// 1/8 1
int i;// 4/8 4
char c2;// 1/8 1
};

故sizeof（struct S1）=12 

例题二：

struct S2
{
char c1;// 1/8 1
char c2;// 1/8 1
int i;// 4/8 4
};

 故sizeof（struct S2）=8

例题三：

struct S3
{
double d;// 8
char c;//1
int i;//4
};

 故sizeof（struct S3）=16

例题四：

struct S4
{
char c1;//1
struct S3 s3;//16
double d;//8
};

 

  故sizeof（struct S4）=32

为什么存在内存对齐 ? 大部分的参考资料都是如是说的： 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来换取时间的做法。

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到 ： 让占用空间小的成员尽量集中在一起。

 六、修改默认对齐数

#pragma pack(n):设置默认对齐数为n

#pragma pack()：取消设置的默认对齐数，还原为默认

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
 char c1;//1
 int i;//1
 char c2;//1
};

 

 七、结构体传参

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; 
}

首选print2函数。

原因： 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

结论： 结构体传参的时候，要传结构体的地址。