C语言之结构体

简介: C语言中的结构体是一种用户自定义的数据类型,它允许将不同类型的数据组合在一起,形成一个新的数据类型。

一、什么是结构体


C语言中的结构体是一种用户自定义的数据类型,它允许将不同类型的数据组合在一起,形成一个新的数据类型。结构体由多个成员变量组成,每个成员变量可以是不同的数据类型,包括基本数据类型(如int、float等)和其他结构体类型。结构体的定义使用关键字struct,后面跟着结构体的名称和一对花括号{},括号内是结构体的成员变量列表。每个成员变量由其数据类型和名称组成,用逗号分隔

struct 结构体名
{
   成员列表
};

二、结构体变量的创建和初始化


结构体变量的初始化使⽤{}.

1.结构体初始化

struct Stu //类型声明
{
 char name[15];//名字 
 int age; //年龄 
};
struct Stu s = {"TU", 20};//初始化

2.结构体指针变量

struct Ps
{
  int* age;
  char* name;
};

3.结构体嵌套结构体

struct Point
{
 int x;
 int y;
}p1; 
struct Node
{
 int data;
 struct Point p;
 struct Node* next; 
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化 

三、访问结构体的成员


1.结构体成员访问

结构成员访问操作符有两个⼀个是 .,⼀个是 ->


#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Stu
{
 char name[15];//名字 
 int age; //年龄 
};
void print_stu(struct Stu s)
{
 printf("%s %d\n", s.name, s.age);
}
void set_stu(struct Stu* ps)
{
 strcpy(ps->name, "TU");
 ps->age = 28;
}
int main()
{
 struct Stu s = { "WEI", 20 };
 print_stu(s);
 set_stu(&s);
 print_stu(s);
 return 0;

2.结构体指针

结构体指针是指向结构体变量的指针。结构体是一种自定义的数据类型,可以包含多个不同类型的成员变量。通过结构体指针,我们可以方便地对结构体变量进行操作和访问。

使用结构体指针的好处是可以减少内存的占用和提高程序的效率。通过指针,我们可以直接修改结构体变量的值,而不需要进行数据的拷贝。

(1).定义结构体指针:可以使用结构体类型名称加上*来定义一个结构体指针变量

(2).为结构体指针分配内存:使用malloc函数为结构体指针分配内存空间

(3).访问结构体成员:使用箭头运算符->来访问结构体指针所指向的结构体变量的成员,释放内存:使用free函数释放结构体指针所指向的内存空间,例如:free(stuPtr);

typedef struct SeqLish
{ 
  SLDatatype* a;
  int size;
  int capacity;
}SL;
void SLInit(SL* ps1)
{
  ps1->a = (SLDatatype*)malloc(sizeof(SLDatatype*) * 4);
  if (ps1->a == NULL)
  {
    perror("malloc err");
    return;
  }
  ps1->capacity = 4;
  ps1->size = 0;
}
 
void SLDesttoy(SL* ps1)
{
  free(ps1->a);
  ps1->a = NULL;
  ps1->capacity = 0;
  ps1->size = 0;
}

四、计算结构体的大小


1.结构体的对齐规则

1.结构体的第⼀个成员对齐到相对结构体变量起始位置偏移量为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

3.对齐数=编译器默认的⼀个对齐数与该成员变量大小的较小值(VS中默认的值为8,Linux中没有默认对齐数,对齐数就是成员自身的大小)

4.如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中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(含嵌套结构体中成员的对齐数)的整数倍。

struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));    //12

struct S2
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));  //8

struct S3
{
 char c1;
 struct S2 s2;
 double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3)); //24

2.为什么存在内存对齐?

1.平台原因


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,为了访问未对⻬的内存,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。


3.总结


结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法

3.修改默认对齐数
#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1 
struct S
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对⻬数,还原为默认

五、使用typedef定义结构体


typedef用来定义新的数据类型,通常typedef与结构体的定义配合使用。使用typedef的目的使结构体的表达更加简短

例如:在顺序表中的使用

typedef struct SeqLish
{ 
  SLDatatype* a;
  int size;
  int capacity;
}SL;

这里的SL就==struct SeqLish

目录
相关文章
|
10月前
|
存储 网络协议 编译器
【C语言】深入解析C语言结构体:定义、声明与高级应用实践
通过根据需求合理选择结构体定义和声明的放置位置,并灵活结合动态内存分配、内存优化和数据结构设计,可以显著提高代码的可维护性和运行效率。在实际开发中,建议遵循以下原则: - **模块化设计**:尽可能封装实现细节,减少模块间的耦合。 - **内存管理**:明确动态分配与释放的责任,防止资源泄漏。 - **优化顺序**:合理排列结构体成员以减少内存占用。
696 14
|
10月前
|
存储 编译器 C语言
【C语言】结构体详解 -《探索C语言的 “小宇宙” 》
结构体通过`struct`关键字定义。定义结构体时,需要指定结构体的名称以及结构体内部的成员变量。
464 10
|
11月前
|
存储 C语言
C语言如何使用结构体和指针来操作动态分配的内存
在C语言中,通过定义结构体并使用指向该结构体的指针,可以对动态分配的内存进行操作。首先利用 `malloc` 或 `calloc` 分配内存,然后通过指针访问和修改结构体成员,最后用 `free` 释放内存,实现资源的有效管理。
883 13
|
11月前
|
存储 编译器 数据处理
C 语言结构体与位域:高效数据组织与内存优化
C语言中的结构体与位域是实现高效数据组织和内存优化的重要工具。结构体允许将不同类型的数据组合成一个整体,而位域则进一步允许对结构体成员的位进行精细控制,以节省内存空间。两者结合使用,可在嵌入式系统等资源受限环境中发挥巨大作用。
328 12
|
11月前
|
存储 数据建模 程序员
C 语言结构体 —— 数据封装的利器
C语言结构体是一种用户自定义的数据类型,用于将不同类型的数据组合在一起,形成一个整体。它支持数据封装,便于管理和传递复杂数据,是程序设计中的重要工具。
|
11月前
|
存储 人工智能 算法
数据结构实验之C 语言的函数数组指针结构体知识
本实验旨在复习C语言中的函数、数组、指针、结构体与共用体等核心概念,并通过具体编程任务加深理解。任务包括输出100以内所有素数、逆序排列一维数组、查找二维数组中的鞍点、利用指针输出二维数组元素,以及使用结构体和共用体处理教师与学生信息。每个任务不仅强化了基本语法的应用,还涉及到了算法逻辑的设计与优化。实验结果显示,学生能够有效掌握并运用这些知识完成指定任务。
201 4
|
12月前
|
存储 C语言
如何在 C 语言中实现结构体的深拷贝
在C语言中实现结构体的深拷贝,需要手动分配内存并逐个复制成员变量,确保新结构体与原结构体完全独立,避免浅拷贝导致的数据共享问题。具体方法包括使用 `malloc` 分配内存和 `memcpy` 或手动赋值。
355 10
|
12月前
|
存储 大数据 编译器
C语言:结构体对齐规则
C语言中,结构体对齐规则是指编译器为了提高数据访问效率,会根据成员变量的类型对结构体中的成员进行内存对齐。通常遵循编译器默认的对齐方式或使用特定的对齐指令来优化结构体布局,以减少内存浪费并提升性能。
|
12月前
|
编译器 C语言
共用体和结构体在 C 语言中的优先级是怎样的
在C语言中,共用体(union)和结构体(struct)的优先级相同,它们都是用户自定义的数据类型,用于组合不同类型的数据。但是,共用体中的所有成员共享同一段内存,而结构体中的成员各自占用独立的内存空间。
|
12月前
|
编译器 C语言 C++
C语言结构体
C语言结构体
97 5