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一、結(jié)構(gòu)體類型的聲明

我們?cè)谥羔樈K篇中提到過(guò)結(jié)構(gòu)體的這一部分內(nèi)容（詳情請(qǐng)閱拙作終の指針）現(xiàn)在我們來(lái)整個(gè)展開(kāi)敘述一下

1、結(jié)構(gòu)的聲明

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

花括號(hào) { } 中放的是成員變量，結(jié)構(gòu)的每個(gè)成員變量都可以是不同的類型，每一個(gè)被定義的結(jié)構(gòu)體中都要有至少一個(gè)成員變量，結(jié)構(gòu)是一些值的集合。
定義一個(gè)人

struct man
{char name[20];//名字int age;//年齡char sex[5];//性別char id[20];//身份證號(hào)
};

2、結(jié)構(gòu)體變量的創(chuàng)建和初始化

#include <stdio.h>
struct Stu
{char name[20];//名字int age;//年齡char sex[5];//性別char id[20];//身份證號(hào)int main(){struct Stu s = { "張三", 18, "男", "111111200602023215" };//結(jié)構(gòu)體順序初始化struct Stu s2 = { .age = 19, .name = "lisi", .id = "111111200502023222", .sex = "?" };//指定順序初始化return 0;
};

3、聲明時(shí)的特殊情況

匿名結(jié)構(gòu)體類型，如果沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行重命名的話，僅能使用一次

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

形如上面代碼的結(jié)構(gòu)體未重命名的話，使用這一次便被回收

4、自引用

自引用的正確方法：

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

通過(guò)結(jié)構(gòu)體指針的形式來(lái)進(jìn)行自引用
并且結(jié)構(gòu)體自引用是不能用typedef重命名的
像這個(gè)：

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

我們會(huì)在創(chuàng)建Node結(jié)構(gòu)體之前在結(jié)構(gòu)體當(dāng)中使用Node，所以不可取

二、結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊是計(jì)算結(jié)構(gòu)體大小的一個(gè)必備條件

1、對(duì)齊規(guī)則

①結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)成員對(duì)齊到結(jié)構(gòu)體變量起始位置的地址
②其他成員變量要對(duì)齊到對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍的地址處
對(duì)齊數(shù)：編譯器默認(rèn)的對(duì)齊數(shù)與該成員變量大小的較小值(我所使用的vs2022默認(rèn)對(duì)齊數(shù)為8)
③結(jié)構(gòu)體總大小一定為對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍
④如果結(jié)構(gòu)體中嵌套了結(jié)構(gòu)體，嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)齊到對(duì)齊到自己成員中最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對(duì)齊數(shù)的整數(shù)倍
我們可以將大小看作一個(gè)數(shù)組，每一個(gè)位置都是一個(gè)字節(jié)

struct S1
{char c1;//1字節(jié)，<8,就將1字節(jié)放在0位置處int i;//4字節(jié)，<8,因?yàn)?，2，3位置不是4的整數(shù)倍，所以我們直接找到4位置，將4個(gè)字節(jié)放入char c2;//1字節(jié)，<8,放在8位置處
};

又因?yàn)楝F(xiàn)在指向9位置處，9不是最大對(duì)齊數(shù)4的整數(shù)倍，所以要指向12處，所以結(jié)構(gòu)體S1的大小為12字節(jié)
printf打印一下：

struct S2
{char c1;//1字節(jié)，放到0位置char c2;//1字節(jié)，放到1位置int i;//4字節(jié)，2不是4的整數(shù)倍，放到4位置
};

最終指向8位置，是4的整數(shù)倍，故S2的大小為8字節(jié)

struct S3
{double d;//8字節(jié)，放到0位置處char c;//1字節(jié)，放到8位置處int i;//4字節(jié)，9不是4的整數(shù)倍，放到12位置處，最終指向16
};

因?yàn)樽畲髮?duì)齊數(shù)為8，16為8的整數(shù)倍，所以結(jié)構(gòu)體S3的大小就是16個(gè)字節(jié)

struct S4
{char c1;//1字節(jié)，放到0位置處struct S3 s3;//16字節(jié)，以8為對(duì)齊數(shù)，放到8位置，最后指向24位置處double d;//8字節(jié)，放到24位置，最終指向32位置
};

32是最大對(duì)齊數(shù)8的整數(shù)倍，所以結(jié)構(gòu)體S4的大小就是32個(gè)字節(jié)

2、存在內(nèi)存對(duì)齊的原因

在數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)，對(duì)齊的內(nèi)存只需要一次訪問(wèn)，而不對(duì)齊的內(nèi)存需要兩次訪問(wèn)
結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對(duì)齊是拿空間來(lái)?yè)Q取時(shí)間
我們可以將占用內(nèi)存小的盡量集中在一起來(lái)節(jié)省空間

struct S1
{char c1;int i;char c2;
};
struct S2
{char c1;char c2;int i;
};

3、修改默認(rèn)對(duì)齊數(shù)

#pragma

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//設(shè)置默認(rèn)對(duì)?數(shù)為1
struct S
{char c1;//1字節(jié)，存到0位置int i;//4字節(jié)，默認(rèn)對(duì)齊數(shù)為1小于4，存到1位置char c2;//1字節(jié)，存到5位置，指向6
};
#pragma pack()//取消設(shè)置的對(duì)?數(shù)，還原為默認(rèn)
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S));return 0;
}

三、結(jié)構(gòu)體傳參

struct S
{int data[100];int num;
};
struct S s = { {1,2,3,4}, 1000 };
void print(struct S* ps)
{printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{print(&s);return 0;
}

結(jié)構(gòu)體傳參的時(shí)候最好傳一個(gè)地址，因?yàn)橹苯觽饕粋€(gè)結(jié)構(gòu)體過(guò)去的話會(huì)造成時(shí)間和空間上不必要的開(kāi)銷，導(dǎo)致性能下降

四、結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)位段

位段的成員可以是int , unsigned int , signed int ,char類型的
位段不跨平臺(tái)，可移植程序應(yīng)該避免使用位段

struct S
{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;
};
struct S s = { 0 };
int main()
{s.a = 10;s.b = 12;s.c = 3;s.d = 4;printf("%d\n", s.a);printf("%d\n", s.b);printf("%d\n", s.c);printf("%d\n", s.d);}

這里的a存入了10，由于位段作用，被存入a的二進(jìn)制數(shù)為010，用整數(shù)形式打印，第一位為0，為正數(shù)，以第一位補(bǔ)位到32位，即00000000 00000000 00000000 00000010，即為2

這里的b存入了12，由于位段作用，被存入b的二進(jìn)制數(shù)為1100，用整數(shù)形式打印，第一位為1，為負(fù)數(shù)，補(bǔ)1到11111111 11111111 11111111 11111100，這是補(bǔ)碼，然后取反加一為原碼，即10000000 00000000 00000000 00000100，即為-4

這里的c存入了3，由于位段作用，被存入c的二進(jìn)制數(shù)為00011，用整數(shù)形式打印，第一位為0，為正數(shù)，以第一位補(bǔ)位到32位，即00000000 00000000 00000000 00000011，即為3

這里的d存入了4，由于位段作用，被存入a的二進(jìn)制數(shù)為0100，用整數(shù)形式打印，第一位為0，為正數(shù)，以第一位補(bǔ)位到32位，即00000000 00000000 00000000 00000100，即為4

但是它空間的開(kāi)辟是這樣的：

第一個(gè)數(shù)據(jù)：二進(jìn)制的01100010，十六進(jìn)制的0x62
第二個(gè)數(shù)據(jù)：二進(jìn)制的00000011，十六進(jìn)制的0x03
第三個(gè)數(shù)據(jù)：二進(jìn)制的00000100，十六進(jìn)制的0x04

可以看到我們的結(jié)構(gòu)體中存放的數(shù)據(jù)是62 03 04 00，與上述分析相符

跟結(jié)構(gòu)體相比，位段可以達(dá)到同樣的效果，并且可以很好的節(jié)省空間，缺點(diǎn)是有跨平臺(tái)的問(wèn)題存在

因?yàn)榈刂返姆峙涫且宰止?jié)為單位的，位段下的某些數(shù)據(jù)是沒(méi)有地址的，所以位段數(shù)據(jù)不能用指針來(lái)訪問(wèn)

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今天的分享就到這了~