1. 结构体类型的声明
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。
1.1 结构的声明
注意:
- 成员列表可以是不同类型的变量；
- 成员后一定要有分号；
- 花括号后也有一个分号。
例如描述一个学生：
struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 char tele[12];//电话 char sex[3];//性别 };//分号不能丢
注意：上述代码没有创建变量，也没有初始化，只是声明了一个结构体类型，就像int,float一样，只是一种类型。
1.2 结构体变量的创建和初始化
接下来我们可以用结构体类型创建变量
方式1：
声明类型的同时创建，这是全局变量
struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 char tele[12];//电话 char sex[3];//性别 }s1,s1;
方式2：
我们也可以在函数内部创建局部变量
# include <stdio.h> struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 char tele[12];//电话 char sex[3];//性别 }; int main() { struct Stu s3;//s3是局部变量 return 0; }
我们再对结构体变量进行初始化：
方式1：直接初始化
struct Point { int x; int y; }p1 = { 2,3 }; struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 }s1 = { "zhangsan",27 };
方式2：也可以再函数内部进行初始化
struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 }; int main() { struct Stu s1 = { "zhangsan",24 }; return 0; }
当然，也有结构体的嵌套：
struct score { int n; char ch; }; struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 struct score s;//嵌套一个结构体变量 }; int main() { struct Stu s1 = { "zhangsan",24 ,{45,'a'} }; return 0; }
我们也可以将其打印出来：
struct score { int n; char ch; }; struct Stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 struct score s; }; int main() { struct Stu s1 = { "zhangsan",24 ,{45,'a'} }; printf("%s %d %d %c\n", s1.name, s1.age, s1.s.n, s1.s.ch); return 0; }
打印结果：
1.3 结构的特殊声明—匿名结构体
在声明结构的时候，可以不完全声明：
struct { char name[20];//姓名 int age;//年龄 char tele[12];//电话 char sex[3];//性别 };
上面的结构在声明时省略了结构体标签，我们称为匿名结构体。
注意：匿名结构体只能通过创建全局变量使用一次！！
# include <stdio.h> struct { char name[20];//姓名 int age;//年龄 char tele[12];//电话 char sex[3];//性别 }s1; int main() { return 0; }
1.4 结构的自引用
在结构体中包含一个类型为该结构体本身的成员是否可以呢？比如，定义一个链表的结点：
struct Node { int data; struct Node next; };
上述代码正确吗？如果正确，那么sizeof(struct Node)是多少呢？
仔细分析，其实是不行的，因为⼀个结构体中再包含⼀个类型的结构体变量，这样结构体变量的大小就会无穷的大，是不合理的。
正确的自引用方式：
struct Node { int data; struct Node *next; };
这样我们就把一个结点分成两部分，一部分存放数据，叫数据域，另一部分存放下一个结点的地址，叫指针域。
在结构体自引用使用的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结体类型重命名，也容易引入问题，看看下面的代码，可行吗？
typedef struct { int data; Node* next; }Node;
这种写法语法是不支持的。
因为Node是对前面的匿名结构体类型的重命名产生的，但是在匿名结构体内部提前使用Node类型来创建成员变量，这就产生了"先有鸡还是先有蛋"的问题，这是不行的。
解决方案如下：定义结构体不要使用匿名结构体了。
typedef struct Node { int data; struct Node* next; }Node;
2.结构体内存对齐（重点！！）
上面我们了解了结构体的基本使用。
接下来我们再讨论一个问题 ：计算结构体的大小。
2.1 对齐规则
首先要知道结构体的对齐规则：
- 第一个成员在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。
注意：
(1) 对齐数=编译器默认的对齐数与该成员大小的较小值
(1)VS中默认值为8（注意：其他编译器是没有默认对齐数的，对齐数就是自身大小。）- 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的整数倍处。
结构体的整体大小就是所有最大对齐数的（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
2.2 例题讲解
例1：
#include <stdio.h> struct S1 { char c1; int i; char c2; }; int main() { struct S1 s1; printf("%d\n", sizeof(struct S1)); return 0; }
输出结果：
画图解释：
例2：
#include <stdio.h> struct S2 { char c1; char c2; int i; }; int main() { struct S2 s1; printf("%d\n", sizeof(struct S2)); return 0; }
输出结果：
画图解释：
例3：
#include <stdio.h> struct S3 { double d; char c; int i; }; int main() { struct S3 s3; printf("%d\n", sizeof(struct S3)); return 0; }
输出结果：
画图解释：
例4：结构体嵌套问题
#include <stdio.h> struct S4 { char c1; struct S3 s3; double d; }; int main() { struct S4 s4; printf("%d\n", sizeof(struct S4)); return 0; }
输出结果：
画图解释：
2.3 为什么存在内存对齐？
大部分的参考资料都是这样说的：
- 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。 - 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。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。
总体来说：结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。
那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，如何做到：
让占用空间小的成员尽量集中在⼀起。
如例1和例2，s1和s2的成员一模一样，但两者所占空间大小却不同。
2.4 修改默认对齐数
- #pragma : 预处理指令，可以改变编译器的默认对齐数。
- 使用时要引用头文件<stddef.h>
- 注意：一般修改的对齐数都为2的n次方。不会修改为1，3，5……或负数。
例如还是用例1来说明：
#include <stdio.h> #include <stddef.h> #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1 struct S1 { char c1; int i; char c2; }; #pragma()//取消设置的对齐数，还原为默认 int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); }
输出结果：
修改之前大小是12个字节，修改后变成了6字节。
3. 结构体传参
方式1：传值调用。访问结构体时用点（.)操作符。
#include <stdio.h> struct S { int data[1000]; int num; }; void print1(struct S ss) { int i = 0; for (i = 0; i < 3; i++) { printf("%d ", ss.data[i]); } printf("%d\n", ss.num); } int main() { struct S s = { {1,2,3},200 }; print1(s); //传值调用，直接传变量名 return 0; }
方式2：传址调用。访问结构体时用箭头（->)操作符。
#include <stdio.h> struct S { int data[1000]; int num; }; void print2(const struct S* ps) { int i = 0; for (i = 0; i < 3; i++) { printf("%d ", ps->data[i]); } printf("%d\n", ps->num);//ps->num等价于（*p).num } int main() { struct S s = { {1,2,3},200 }; print2(&s); //传址调用，传变量名的地址 return 0;
输出结果都为：
上面的两种方式哪个更好呢？
答案是：传址调用更好。
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。
