思维导图:
1.结构体类型的基础知识
什么是结构体?
结构体是一些值的集合,这些值称为成员变量,
结构体的每个成员可以是不同类型的变量。
1.1结构体的声明
结构体需要声明后才能使用。
例:
struct Stu//这就是一个结构体声明 { char name[10]; int age; };
1.2特殊的声明
例:
//匿名结构体类型 struct //声明时不写结构体名字 { char name[10]; int age;
}x;//这种结构体只能使用一次
2.结构的自引用
结构体是可以自己引用自己的。
例:
typedef struct Node//typedef将struct Node重命名为Node { int data; struct Node* next; }Node; int main() { Node s1; Node s2; s1.next = &s2; return 0; }
3.结构体变量的定义和初始化
想要使用结构体,就需要创建结构体变量。
例:
struct Stu { char name[10]; int age; }; int main() { struct Stu s1;//创建结构体变量s1 //这个是局部变量 return 0; }
结构体也可以创建全局变量:
例:
struct Stu { char name[10]; int age; }s1, s2;//创建结构体全局变量s1和s2 int main() { return 0; }
4.结构体内存对齐
结构体的内存对齐是一个非常重要的知识点,
通过学习结构体内存对齐,我们能够计算出结构体的大小。
4.1如何计算
例:
#include struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", sizeof(struct S2)); return 0; }
输出:
输出: 12 8
这两个结构体的成员明明一模一样,只是换了个位置,
结构体的大小却完全不同了。
这就是结构体内对齐的结果。
结构体在内存中是这样存储的:
所以最后结构体占用了12个字节的内存空间。
同理:
所以最后结构体占用了8个字节的空间。
练习:
#include struct S3 { double d; char c; int i; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S3)); return 0; }
输出:
输出:16
练习2:
有关结构体嵌套的问题:
#include struct S3 { double d;//对齐数是8 char c; int i; }; struct S4 { char c1; struct S3 s3;//如果结构体嵌套,对齐数是嵌套的结构体的最大对齐数 double d; //对于struct S3来说就是8 }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S4)); return 0; }
输出:
输出:32
总结:
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)
注:VS环境的默认对齐数是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。
4.2如何修改内对齐数
结构在对齐方式不合适的时候,我们可以自己更改默认对齐数。
例:
#include #pragma pack(8)//设置默认对齐数为8 struct S1 { char c1; int i; char c2; }; #pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认 #pragma pack(1)//设置默认对齐数为1(就是不对齐了) struct S2 { char c1; int i; char c2; }; #pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认 int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1)); printf("%d\n", sizeof(struct S2)); }
输出:
输出: 12 6
那为什么会有对齐数呢?
有两种说法:
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。
在访问未对齐的内存时,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。
5.结构体传参
直接上代码:
例:
#include typedef struct Stu { char name[10]; int age; }Stu;//用typedef将结构体重命名成Stu void print(Stu* ps) { printf("%s %d", ps->name, ps->age); } int main() { Stu s1 = { "张三",18 };//创建结构体变量并初始化(赋值) Stu* ps = &s1; print(ps);//结构体也推荐传值调用 return 0; }
输出:
输出;张三 18
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。
总结:
结构体传参最好传指针。
写在最后:
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