远看山有色,近听水无声。春去花还在,人来鸟不惊。 — 唐代·王维《画》
这篇博客我们会详细介绍结构体相关知识,干货满满。
结构体的声明🍀
一般来说结构体应该有成员列表和变量列表这两个基础的模式。
例如描述一个学生:
struct strudent { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; //分号不能丢
当然也不是只有这一种声明。
特殊的声明🐽
在声明结构的时候,可以不完全的声明。
比如:
//匿名结构体类型 struct { int a; char b; float c; }x; struct { int a; char b; float c; }a[20], * p;
这就是匿名结构体
但是如果是这样那么这两个结构体是一样的吗?
//在上面代码的基础上,下面的代码合法吗? p = &x;
其实是不行的;
警告:
编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。
所以是非法的。
结构体的自引用✳️
在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢?
struct Node { int data; struct Node next; }; //可行否? //如果可以,那sizeof(struct Node)是多少?
当然是不可以,struct Node next永远都还有下一个struct Node next,这样怎么可以呢?
正确的自引用方式:
//代码2
struct Node { int data; struct Node* next; };
注意:
typedef struct { int data; Node* next; }Node; //这样写代码,可行否?
不行 首先这个匿名结构体,重定义为Node,但是重定义之前,就定义了Node*next,
这个不被允许的!
解决方案:
typedef struct Node { int data; struct Node* next; }Node;
还有数据结构中常见的写法
typedef struct Node { int data;//数据 struct Node* next;//指针 } Node, * pNode; //pNode --> struct Node*
结构体变量的定义和初始化 🦑
定义和初始化:
struct P { int a; int b; }p; struct P p1;//定义结构体变量p2 struct P p2 = { 1,2 };//初始化:定义变量的同时赋初值。 struct Stu //类型声明 { char name[15];//名字 int age; //年龄 }; struct Stu s = { "zhangsan", 20 };//初始化
struct P { int a; int b; }p;//声明类型的同时定义变量p
还有结构体嵌套的情况。
struct book { char name[20]; int num; char id[20]; }b1 = {"C语言",20,"1234"}; struct Node { struct book b; struct Node* next; //结构体嵌套 }; int main() { printf("%s %d %s\n", b1.name, b1.num, b1.id); struct Node n = { {"Java", 20, "321"}, NULL };//结构体嵌套初始化 return 0; }
结构体内存对齐
我们已经掌握了结构体的基本使用了。 现在我们深入讨论一个问题:计算结构体的大小。
这也是一个特别热门的考点: 结构体内存对齐
我们来看这两个结构体
struct S1 { char c1; int i; char c2; }; struct S2 { char c1; char c2; int i; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S1));//12 printf("%d\n", sizeof(struct S2));//8 return 0;
为什么大小不一样呢?
这就要讲到结构体内存对齐
首先得掌握结构体的对齐规则
- 第一个成员在与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。
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 - 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
我们来看
这样一来S2也就很好解释了,
struct S2 { char c1; char c2; int i; };
c1 0
c2 1
i 4-7
总大小刚好是8。
一般的我们已经知道了,现在来看看嵌套的 struct S3 { double d; char c; int i; }; printf("%d\n", sizeof(struct S3)); struct S4 { char c1; struct S3 s3; double d; }; printf("%d\n", sizeof(struct S4));
struct S3的大小是16