目录

结构体

1【结构体类型的声明】

2【结构体类型的声明】

3【结构体变量的定义和初始化】

4【结构体内存对齐】

5【结构体传参】

6【结构体实现位段的能力 】

1、结构体

• 生活中对象是复杂的，比如书、书名、作者、出版社、定价、书号等。怎么描述这一类对象呢？于是就出现了结构体。
• 结构是一些值的集合，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。

1【结构体类型的声明】

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

 【举例理解一下：】

//相当于自己创建了一个类型Book
struct Book    //struct 是结构体的关键字，Book是结构体的标签名
{char name[20];   // {}里面放的是描述这个对象的成员变量列表int price;char id[12];
}b3,b4,b5;           // b3，b4，b5这里创建的实体是全局的，而b1，b2在{}里面所以是局部的
int main()
{struct Book b1;  //拿自己创建的类型Book创建了个b1，b1就是一个实体struct Book b2;return 0;
}

【不完全声明】

//匿名结构体类型，只能用一次，用完就不能用了
struct 
{char c;int i;char ch;
}s;

2【结构体类型的声明】

结构体类型的声明：就是结构体包含结构体

【举例理解一下】 

struct A
{int ret;char w;
};struct B
{char t;struct A aa; //结构体B包含了结构体Adouble f;
}
int main()
{return 0;
}

【结构体的自引用】

struct Node
{int data;struct Node next;
};
//这种是错误的引用
//结构体不能引用同一结构体的成员变量，而是引用同一结构体的指针struct Node
{int data;struct Node* next;
};
//这种引用同一结构体的指针是正确的

3【结构体变量的定义和初始化】

【举例理解一下】

struct A
{int x;char y;
}p1;                 // 声明类型的同时定义变量p1struct B
{double b;struct A s;
};
int main()
{struct A p2;     // 定义结构体变量p2struct A P3 = {0,'c'};//初始化：定义变量的同时赋初值struct B p4 = {3.14,{0,'y'}};//. 是针对结构体变量的//->是针对结构体指针的printf("%lf %d %c\n",p4.b,p4.s.x,p4.s.y);return 0;
}

4【结构体内存对齐】

先看下面代码，结构体的大小是多少

struct  S
{char c1;int i;char c2;
};int main()
{struct S s = {0};printf("%d\n",sizeof(s));return 0;
}
//输出为12

输出为：12，为什么是12呢，然后引出结构体内存对齐

• 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）。
• 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。

下图：

• 1 + 3(浪费) + 4 + 1 + 3(浪费)  = 12
• 12刚好是最大对其数4的整数倍
• 所以就是12

 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

【指定对齐值】 

• #pragma pack (n)，C 编译器将按照 n 个字节对齐。
• #pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。 

#pragma pack(2)
struct  S
{char c1;int i;char c2;
};
#pragma pack()
int main()
{struct S s = {0};printf("%d\n",sizeof(s));return 0;
}//输出为8

【offsetof宏】

#include
struct  S
{char c1;int i;char c2;
};int main()
{printf("%d\n",offsetof(struct S,c1));printf("%d\n",offsetof(struct S,i));printf("%d\n",offsetof(struct S,c2));return 0;
}//输出为：//0//4//8//请按任意键继续. .

5【结构体传参】

下面的print1和print2函数哪个好些?

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;
}

答案是: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。

6【结构体实现位段的能力 】

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。

位段的跨平台问题

• 1.int位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的
• 2.位段中最大位的数目不能确定。(16位机器最大16，32位机器最大32，写成27，在16位机
• 器会出问题。
• 3位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义。4.当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的。 

跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。