一、什么是结构体
C语言中的结构体是一种用户自定义的数据类型,它允许将不同类型的数据组合在一起,形成一个新的数据类型。结构体由多个成员变量组成,每个成员变量可以是不同的数据类型,包括基本数据类型(如int、float等)和其他结构体类型。结构体的定义使用关键字struct,后面跟着结构体的名称和一对花括号{},括号内是结构体的成员变量列表。每个成员变量由其数据类型和名称组成,用逗号分隔
struct 结构体名 { 成员列表 };
二、结构体变量的创建和初始化
结构体变量的初始化使⽤{}.
1.结构体初始化
struct Stu //类型声明 { char name[15];//名字 int age; //年龄 }; struct Stu s = {"TU", 20};//初始化
2.结构体指针变量
struct Ps { int* age; char* name; };
3.结构体嵌套结构体
struct Point { int x; int y; }p1; struct Node { int data; struct Point p; struct Node* next; }n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
三、访问结构体的成员
1.结构体成员访问
结构成员访问操作符有两个⼀个是 .,⼀个是 ->
#include <stdio.h> #include <string.h> struct Stu { char name[15];//名字 int age; //年龄 }; void print_stu(struct Stu s) { printf("%s %d\n", s.name, s.age); } void set_stu(struct Stu* ps) { strcpy(ps->name, "TU"); ps->age = 28; } int main() { struct Stu s = { "WEI", 20 }; print_stu(s); set_stu(&s); print_stu(s); return 0;
2.结构体指针
结构体指针是指向结构体变量的指针。结构体是一种自定义的数据类型,可以包含多个不同类型的成员变量。通过结构体指针,我们可以方便地对结构体变量进行操作和访问。
使用结构体指针的好处是可以减少内存的占用和提高程序的效率。通过指针,我们可以直接修改结构体变量的值,而不需要进行数据的拷贝。
(1).定义结构体指针:可以使用结构体类型名称加上*来定义一个结构体指针变量
(2).为结构体指针分配内存:使用malloc函数为结构体指针分配内存空间
(3).访问结构体成员:使用箭头运算符->来访问结构体指针所指向的结构体变量的成员,释放内存:使用free函数释放结构体指针所指向的内存空间,例如:free(stuPtr);
typedef struct SeqLish { SLDatatype* a; int size; int capacity; }SL; void SLInit(SL* ps1) { ps1->a = (SLDatatype*)malloc(sizeof(SLDatatype*) * 4); if (ps1->a == NULL) { perror("malloc err"); return; } ps1->capacity = 4; ps1->size = 0; } void SLDesttoy(SL* ps1) { free(ps1->a); ps1->a = NULL; ps1->capacity = 0; ps1->size = 0; }
四、计算结构体的大小
1.结构体的对齐规则
1.结构体的第⼀个成员对齐到相对结构体变量起始位置偏移量为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
3.对齐数=编译器默认的⼀个对齐数与该成员变量大小的较小值(VS中默认的值为8,Linux中没有默认对齐数,对齐数就是成员自身的大小)
4.如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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(含嵌套结构体中成员的对齐数)的整数倍。
struct S1 { char c1; int i; char c2; }; printf("%d\n", sizeof(struct S1)); //12
struct S2 { char c1; char c2; int i; }; printf("%d\n", sizeof(struct S2)); //8
struct S3 { char c1; struct S2 s2; double d; }; printf("%d\n", sizeof(struct S3)); //24
2.为什么存在内存对齐?
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,为了访问未对⻬的内存,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。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节,则地址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对齐成8的倍数,那么就可以 用⼀个内存操作来读或者写值了。否则,我们可能需要执行两次内存访问,因为对象可能被分放在两 个8字节内存块中。
3.总结
结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法
3.修改默认对齐数
#include <stdio.h> #pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1 struct S { char c1; int i; char c2; }; #pragma pack()//取消设置的默认对⻬数,还原为默认
五、使用typedef定义结构体
typedef用来定义新的数据类型,通常typedef与结构体的定义配合使用。使用typedef的目的使结构体的表达更加简短
例如:在顺序表中的使用
typedef struct SeqLish { SLDatatype* a; int size; int capacity; }SL;
这里的SL就==struct SeqLish