1、struct 关键字的理解和柔性数组

说起 struct 关键字，学过 C 语言的小伙伴应该都有了解，struct 也可以理解成自定义类型，我们知道 C 语言内置类型远远还不够满足我们的需求，假设说我们要录入一个学生的信息，简简单单的 int char 这些是完全不够的，一个学生的信息拥有姓名，性别，年龄，身高，地址... 所以 C 语言就提供了 struct 可以使我们程序猿自定义想要的类型，我们就先简单看下它的语法吧：

但是我们通常在创建结构体的时候会用 typedef 来重命名一下，避免书写的复杂：

typedef struct stu
{
  char name[10];
  char sex;
  int age;
  float high;
  char addr[30];
}stu;
int main()
{
  stu s;
  return 0;
}

1.1 结构体传参问题

虽然现在我们还没讲到指针这个章节，所以这部分内容有指针基础的小伙伴可以看下，没基础的小伙伴可以等学完指针再回过头来看这个问题：

上面两个打印函数哪个函数会更好呢？

这里我们简单了解一个知识点，当结构体作为参数传递给函数时，我们可以选择传值调用或者是传址调用，简单来说，传值是需要在函数接收时在开辟一个相同大小的结构体来接收，（形参只是实参的一份临时拷贝）传址则只需要用一个同类型指针变量来即可，然后通过指针可以直接访问到这个结构体。

有了这样一个概念我们就应该能明白，显然是 Printf2 这个函数会更好一些！

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。

1.2 柔性数组的理解与简单使用：

或许有很多小伙伴没听过柔性数组的概念，但它确实存在，C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做柔性数组，但结构体中的柔性数组成员前必须至少有一个其他成员。包含柔性数成员的结构用 malloc( ) 函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

struct Data
{
  int num;
  int arr[];
};

定义好了之后，我们通常就可以使用了(简单使用)：

通过以上代码我们可以发现，我们用 malloc( ) 函数申请了一个 struct Data 类型大小的空间，并加上 10 个整型的空间，这里我想问小伙伴们一个问题，此时如果我们用 sizeof 求结构体的大小它会是多大呢？

在 Linux 平台环境下我们也做了一个测试：

这里有小伙伴就纳闷了，我们明明已经给结构体里数组分配空间了啊，但是为何只占 4 个字节呢？

其实在定义这个结构体的时候，已经确定不包含柔性数组的内存大小了，柔性数组可以理解不占结构体的内存，只是说我们在使用柔性数组时需要把它当作结构体的一个成员！

没完全理解没关系，接下来我们用图解让小伙伴们可以更直观的理解柔性数组：

在看下面一张图片之前，我们得先了解 malloc 函数开辟的空间是在堆区开辟的，堆区是先使用低地址后使用高地址(栈区相反)，数组的下标是随着地址的增长而增长的！

通过上面的讲解，相信你们已经了解了柔性数组这个概念，实在不了解也无所谓，这个东西确实不常用。

2、union 内存级布局理解

union 关键字的用法与 struct 关键字的用法非常相似，union 并不会为每一个数据成员分配空间，在 union 中所有的数据成员共用一个空间，联合变量的大小，至少是最大成员的大小（因为联合至少得有能力保存最大的那个成员）。所有数据成员具有相同的起始地址：

一个 union 只分配一个足够大的空间来容纳最大长度的数据成员，比如上面的例子，最大成员是 int，所以 union Data 大小就是 int 数据类型的大小！ 而且，union 中的成员，同一时间只能存储其中一个数据成员！

上例注意：c 变量永远在 a 变量的低地址处！每一个都是第一个元素！

2.1大小端对 union 的影响：

前几期中我们了解了大小端的概念，既然联合体是共用内存的，而且联合体中每个元素都能称得上是第一个元素，我们不妨来思考如下这样一段代码：

显然打印小端的结果我们并不意外，但是这段代码内存中的布局是怎么样的呢？这跟大小端存储又有什么关系呢？

这里我们来回忆一下大小端存储的概念：

• 大端：按照字节为单位，低权值位数据存储在高地址处；
• 小端：按照字节为单位，低权值位数据存储再低地址处；

这里也就验证了我们之前的一个结论：在 union 中里面每个成员都是第一个元素！

2.2 内存对齐的概念：

可能有的小伙伴写过 union 包括 struct 的代码，在求这些自定义类型大小的时候， 可能求出的大小并不是我们想的一样，这就要考虑到我们的内存对齐了，这里我们不细讲，只是一笔带过，小伙伴感兴趣可以自行下来了解！

当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候，就要对齐到最大对齐数的整数倍。

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