C语言——结构体

简介: C语言——结构体

一、结构体的类型声明

struct tag

{

member - list ;

} variable - list ;

例如定义了一个Book结构体:

struct Book
{
 char[20] name;
 char[10] author;
 int num;
}; //注意分号不能省

二、特殊的声明

在进行结构体声明时,可以进行不完全声明

例如匿名结构体类型(省略了结构体标签 tag)

struct
{
int n;
char c;
char a[10];
} q;
struct
{
int n;
int c;
char a[20];
} *p;

这两个结构体的成员变量完全一致,但是*p!=&q,因为编译器会把两个声明当成完全不同的两个类型,故这样写是非法的。

三、结构体的自引用

正确引用:

struct Node
{
int num;//数据域
struct Node* next;//指针域
};

典型错误1:

struct Node
{
int num;
struct Node node;
};

这种错误无法计算sizeof(struct Node),这样会陷入无限死循环。

典型错误2:

typedef struct 
{
int num;
Node* next;
}Node;

这种错误编译无法通过,因为在自定义结构体时,还没有定义完,便在成员变量中进行使用。

正确写法:

typedef struct Node
{
int num;
struct Node* next;
}Node;

四、结构体变量的定义与初始化

1.全局变量

struct Point
{
int x;
int y;
}p1;

全局变量赋值

struct Point
{
int x;
int y;
}p1={1,2};

2.局部变量

struct Point
{
int x;
int y;
};
int main()
{
struct Point p={1,2};
}

3.结构体嵌套

struct Node
{
int num;
struct Point p;
struct Node* next;
}n={1,{2,4},NULL};
struct Node n2={2,{2,3},NULL};

五、结构体内存对齐

结构体内存对齐的规则

1.结构体第一个成员变量直接对齐相对于结构体变量起始位置为0的偏移处

2.从第二个成员变量开始,要对齐到某个【对齐数】的整数倍的偏移处

对齐数:结构体成员变量自身大小和默认对齐数的较小值

VS:8

Linux:默认不设对齐数(对齐数是结构体成员自身的大小)

3.结构体的总大小必须是最大对齐数的整数倍

每个结构体成员都有一个对齐数,其中最大的对齐数就是最大对齐数

4.如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己最大对齐数的整数倍,结构体的整体大小就是最大对齐数的整数倍。

例题一:

struct S1
{
char c1;// 1/8 1
int i;// 4/8 4
char c2;// 1/8 1
};

故sizeof(struct S1)=12

例题二:

struct S2
{
char c1;// 1/8 1
char c2;// 1/8 1
int i;// 4/8 4
};

故sizeof(struct S2)=8

例题三:

struct S3
{
double d;// 8
char c;//1
int i;//4
};

故sizeof(struct S3)=16

例题四:

struct S4
{
char c1;//1
struct S3 s3;//16
double d;//8
};

 故sizeof(struct S4)=32

为什么存在内存对齐 ?

大部分的参考资料都是如是说的:

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。

总体来说:

结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

那在设计结构体的时候,我们既要满足对齐,又要节省空间,如何做到

让占用空间小的成员尽量集中在一起。

六、修改默认对齐数

#pragma pack(n):设置默认对齐数为n

#pragma pack():取消设置的默认对齐数,还原为默认

#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
 char c1;//1
 int i;//1
 char c2;//1
};

七、结构体传参

struct S {
 int data[1000];
 int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};
//结构体传参
void print1(struct S s) {
 printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps) {
 printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
 print1(s);  //传结构体
 print2(&s); //传地址
 return 0; 
}

首选print2函数。

原因:

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

结论:

结构体传参的时候,要传结构体的地址。


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