c语言:自定义类型——结构体

简介: c语言:自定义类型——结构体

1、什么是结构体

      结构体是由一批数据组合而成的结构型数据。组成结构型数据的每个数据称为结构型数据的“成员”  ,其描述了一块内存区间的大小及解释意义。

      当你要去描述一个具有复杂性质的数据的时候,不可能使用单个变量去描述这个复杂对象,所以引出结构体的概念来解决类似的问题。而结构正是这些对象内容描述的集合,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。

2、结构体的声明

struct tag
{
 member-list;
}variable-list;


解释:

  1. tag为结构体标签,用来和其他的结构体进行区分;
  2. member-list为成员列表,也就是复杂对象所具有的性质;
  3. variable-list为变量列表,用来存放结构体变量;
  4. 举例说明:这里以一个学生为例,学生数据包括  名字,年龄,性别>
strucr student //stuct ->结构体标签
{
  char arr_name[20];   //
  int age;        //
  char arr_gender[10]; //结构体成员
}student1,student2;//结构体变量
  1. 结构体的特殊声明(也成为不完全声明,既匿名结构体类型)
struct
{
   int a;
   char ch;
   int arr[20];
} X1;

和普通声明相比,特殊声明没有结构体标签,在声明后只能使用一次。

3、结构体自引用

类似于递归函数,结构体也有类似的用法,举例:

 

struct A
{
    int a;
    struct A a1;
};

说明:这种用法显然存在问题,他在执行后会无限循环,创建结构体空间最后导致程序崩溃。所以如果要实现自引用就要利用类似与链表的结构,既指针域来指向下一个节点。

1. struct a
2. {
3.  int data;
4.  struct a* next;
5. };

4、结构体定义和初始化

结构体定义

首先进行声明;

1. struct ZhangSan
2. {
3. int age;
4. int weight;
5. char arr_name[20];
6. };

再定义结构体变量:有两种,第一种为全局变量,一种为局部变量;

 

//全局变量
struct ZhangSan
{
   int age;
   int weight;
   char arr_name[20];
}n1,n2,n3,*p;
 
//局部变量
struct ZhangSan n1,n2,n3,*p;

②初始化:就以上面struct ZhangSan n1为例子

 

1. struct ZhangSan n1 = { 18,100,"ZhangSan" };
2. //或者
3. n1.age=18;
4. n1.weight=200;

注意,这里的char arr_name[20 ]在声明的时候就已经分配了固定的空间大小和位置,属于

const char *类别,如果用另外一个字符串赋值,这个字符串的地址显然不和这个字符数组的地址相同,const char *的类别就无法修改。

结构体嵌套初始化:

 

struct zuobiao
{
    int x;
    int y;
};
struct node
{
    int k;
    struct zuobiao n;
    struct node* next;
}tem;
 
struct node tem = { 10,{1,2},NULL };


5、结构体内存对齐,sizeof(struct)

知道了结构体的声明,定义,初始化,那么一个结构体类型的大小是如何计算的呢。

为了更好的,更快速的访问数据,规定了内存对齐来实现对数据的快速访问


为什么要内存对齐?


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。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


内存对齐的规则是是什么?

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。

  VS中默认的值为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。

举例:

例如结构体stuct A{ char  x, int y , char  z};那么sizeof(A)的大小为__?(字节)

通过上面的规则我们可以知道

 

计算得出sizeof(A)的值为12:


第二个例子为struct B{ char x, char y, int z};

可以看出占用8个字节;

从以上两个数据来说,结构体成员的设计在一定程度上起着节省空间的作用


从总体上来说:结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

所以在设计的时候尽量让小的成员在一起。

6、修改默认对齐数(#pragma)

使用方法:

#pragma pack(n)     //设置对齐数为n

#pragma pack()    //取消设置的对齐数,还原为默认对齐数

指定某一个结构体类型的对齐数:

#pragma pack (4)
struct A
{
    int x;
    int y;
};  
#pragma pack()//取消设置的对齐数,还原为默认对齐数


7、结构体传参

传参一般可以用形参接收,也可以用指针接收:

 

1. void hanshu_1  (struct EX ex)
2. //或者
3. void hanshu_2  (struct Ex *p)

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。

所以首选用指针接收的方法。

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