详解结构体--C语言

我们平时使用的C语言类型类型主要是整数类型、浮点数类型以及指针类型，你是否想过我们该如何将一串不同类型的数据整合起来，实现封装？事实上，C语言也提供给我们一些自定义类型，让我们可以自由的进行数据组合和使用。

结构体

结构体类型的声明

结构体是什么?

结构体是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。

你可能会想，数组不也是一系列数据的集合吗，那么结构体与数组有什么区别？事实上，数组只可以是相同类型的数据的集合，而结构体可以是任意类型数据的集合，自由度会更加大。结构体的声明：

struct stu//定义一个学生的结构体类型
{
  char name[20];
  int age;
     char id;
};
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结构体的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

struct Node
{
int data;
struct Node next;
};//这样是否可以？
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事实上，这样是不对的，这里就需要链表的知识了

所以正确的结构体的自引用应该是：

结构体变量的定义和初始化

在结构体声明之后，该如何实现结构体变量的定义以及初始化呢？

struct Point
{
     int x;
     int y;
}p1; //声明结构体类型的同时定义变量p1
struct Point p2; //定义结构体变量p2，这里介绍了两种定义结构体变量的方法
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//初始化：定义变量的同时赋初值。
struct Point p3 = {x, y};
struct Stu //类型声明
{
    char name[15];//名字
    int age; //年龄
};
struct Stu s = {"zhangsan", 20};//初始化
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struct Node
{
int data;
struct Point p;
struct Node* next;
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化
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结构体大小的计算

结构体大小的计算涉及到结构体的内存对齐，那么什么是结构体的内存对齐呢？

如何计算？首先得掌握结构体的对齐规则：
第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
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。对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。 VS中默认的值为8
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。
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。

需要知道的是，在vs环境下，默认对齐数是8，linux gcc是没有默认对齐数以上的结构体大小计算规则或许有些抽象，可以用具体的例子来进行实践。

struct s1
{
  char c1;
  int i;
  char c2;
};
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c1的对齐数是1，vs环境下的默认对齐数是8，所以c1对应着偏移量为0的位置，i是int 类型的，占4个字节，与8相比，较小的是4，所以对齐数为4，所以偏移量为4的位置，c2也是一个字节所以在偏移量为8的位置，整个整个结构体的偏移量为4，所以总大小必须为4的倍数，所以还要再多消耗3个比特位，所以最终结构体的大小为12。

再来一题，

我个人认为计算结构体大小的问题只需要画出对应的图，在进行分析，即可解出。

结构体的传参

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;
}
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上面的print1与print2是结构体传参的函数，但是print2的传参效率会更加高一点，因为print2传的是地址，只会占4或8个字节，而print传的是整个结构体的大小，所以传址会更加好一点。

结构体的位段

什么是位段？

位段的声明和结构是类似的，有两个不同： 1.位段的成员必须是int、unsigned int 或signed int 。 2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

struct A
{
int _a:2;
int _b:5;
int _c:10;
int _d:30;
};
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这里的A就是位段那么该如何计算位段的大小呢？

位段的内存分配》1. 位段的成员可以是int unsigned int signed int 或者是char （属于整形家族）类型 2. 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。 3. 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。

尽管位段可以节省一定的空间，但是位段不具备跨平台性，使用还是需要谨慎。欢迎点赞收藏关注，感谢大家的支持！

标签：struct,--,C语言,位段,int,详解,类型,对齐,结构
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