本章重点
主要讲解结构体和位移动的使用和定义与声明，并且结构体和位段在内存中是如何存储的。
结构体
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。
例如用结构体描述一个学生：
struct Stu { //结构体成员变量 char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; //分号不能丢
- struct 结构体关键字
- stu结构体标签 (标签可以自己随便起)
- struct stu - 结构体类型
- 结构的成员可以是标量、数组、指针，甚至是其他结构体。
结构体特殊的声明
在声明结构的时候，可以不完全的声明，但是这样只能调用一次。
匿名结构体类型
只能调用一次，因为没有结构体标签
//匿名结构体类型 struct { int a; char b; float c; }x; //（但是这样写只能调用一次x，因为没有结构体标签）
结构体变量的定义和初始化
有了结构体类型，那如何定义变量和初始化呢，其实很简单。
- 结构体定义:
struct stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }s1,s2,s3; 全局变量的定义 struct stu s4; 全局变量的定义 int main() { struct stu s5; 局部变量定义 struct stu s6; 局部变量定义 return 0; }
如果结构体名字过长，我们也可以typedef一下，但是typedef时注意，想在此地方加全局变量是不允许的，如果此时想要创造全局变量应该像上代码s4一样创造。
- 结构体初始化
struct stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }s1 = { "wangwu",25,"sex","2022333" }; struct stu s1 = { "lihua",18,"sex","2022111" }; //全局变量的初始化 int main() { struct stu s2 = { "lisi",20,"sex","2022222" };//局部变量初始化 return 0; }
结构体成员的访问
结构体变量如何访问成员？
结构变量的成员是通过点操作符（.）访问的。点操作符接受两个操作数。
结构变量的成员也可以通过->箭头来访问。
那（.）和->到底使用那个呢？
- 点（.）是用于结构体变量访问成员
- 箭头（->）是用于结构体指针访问成员。
- 点（.）是用于结构体变量访问成员
#include<stdio.h> struct stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; void test1(struct stu q1) { //通过 . 来访问 printf("%s\n", q1.name); printf("%d\n", q1.age); printf("%s\n", q1.sex); printf("%s\n", q1.id); } int main() { struct stu s1 = { "lisi",20,"sex","2022222" };//局部变量初始化 test1(s1); return 0; }
- 箭头（->）是用于结构体指针访问成员。
#include<stdio.h> struct stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; void test2(struct stu* q1) { //通过 . 来访问 printf("%s\n", q1->name); printf("%d\n", q1->age); printf("%s\n", q1->sex); printf("%s\n", q1->id); } int main() { struct stu s1 = { "lisi",20,"sex","2022222" };//局部变量初始化 test2(&s1); return 0; }
结构的自引用
在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？
答案是 可以的。
但是必须写成指针的形式。如果写成以下这样是错误的，会一直套娃下去，根本不知道该结构体大小是多少
- 错误的写法
struct Node { int data; struct Node next; };
- 正确的写法应该写成指针的形式
struct Node { int data; struct Node* next; };
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。
- 看看以下代码输出的是什么
struct S1 { int a; char c; }; int main() { int ret = sizeof(struct S1); printf("%d\n", ret); return 0; }
很多人一开始以为是5，但并不是的。
答案是8，那为什么呢，这就与结构体内存对齐相关了
- 如何计算结构体内存？
首先得掌握结构体的对齐规则：
1.结构体的第一个成员永远都放在0偏移处
2.从第二个成员开始，以后的每个成员都要对齐到某个（对齐数）的整数倍地址处.(取对齐数较小值)
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 -
备注：
VS 环境下 默认对齐数是8
gcc 环境下 没有默认对齐数，没有默认对齐数时，对齐数就是成员自身的大小
3.当成员全部存放进去后, 结构体的总大小必须是，所有成员的对齐数中最大对齐数的整数倍如果不够，则浪费空间对齐.
4.如果嵌套了结构体，嵌套的结构体成员要对齐到自己成员的最大对齐数的整数倍处,整个结构体的大小，必须是最大对齐数的整数倍，最大对齐数包含中嵌套的结构体成员中的对齐数
我们直接上练习理解
- 练习 1 （sizeof（struct S1）输出结果是什么）
struct S1 { char c1; int i; char c2; }; printf("%d\n", sizeof(struct S1));
答案是->12
- 练习 2 （sizeof（struct S2）输出结果是什么）
struct S2 { char c1; char c2; int i; }; printf("%d\n", sizeof(struct S2));
答案是->8
