C语言自定义类型：结构体-优快云博客

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一. 结构体类型的声明

1.1结构体的概念

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。

1.2 结构的声明

例如描述⼀个学⽣：

struct Stu

{

        char name[ 20 ];      // 名字

        int age;                 // 年龄

        char sex[ 5 ];         // 性别

        char id[ 20 ];         // 学号

};                       // 分号不能丢

1.3 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？

⽐如，定义⼀个链表的节点：

struct Node

{
int data;

struct Node next ;

};

上述代码正确吗？如果正确，那 sizeof(struct Node) 是多少？

仔细分析，其实是不⾏的，因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量，这样结构体体变量的⼤⼩就会⽆穷的⼤，是不合理的。

正确的⾃引⽤⽅式：

struct Node

{

int data;

struct Node * next ; //使其包含一个结构体指针

};

二、结构体变量的创建和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量

，其实很简单，结构体变量的初始化使⽤{}；

struct Point

{

        int x;

        int y;

}p1; // 声明类型的同时定义变量 p1

struct Point p2 ; // 定义结构体变量 p2

//初始化：定义变量的同时赋初值。

struct Point p3 = {x, y};

struct Stu // 类型声明

  {

        char name[ 15 ]; // 名字

        int age; // 年龄

};

struct Stu s = { "zhangsan" , 20 }; // 初始化

struct Node

{

        int data;

        struct Point p ;

        struct Node * next ;

}n1 = { 10 , { 4 , 5 }, NULL }; // 结构体嵌套初始化

struct Node n2 = { 20 , { 5 , 6 }, NULL }; // 结构体嵌套初始化

三、结构成员访问操作符

结构成员访问操作符有两个⼀个是 . ，⼀个是 -> .

形式如下：

结构体变量.成员变量名

结构体指针—>成员变量名

# 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, " 李四 " );

        ps->age = 28 ;

}

int main ()

{

        struct Stu s = { " 张三 " , 20 };

        print_stu(s);

        set_stu(&s);

        print_stu(s);

        return 0 ;

}

四、结构体内存对⻬

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。

这也是⼀个特别热⻔的考点：结构体内存对⻬

4.1 对⻬规则

⾸先得掌握结构体的对⻬规则：

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到相对结构体变量起始位置偏移量为0的地址处

2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数与该成员变量⼤⼩的较⼩值。

- VS中默认的值为8

- Linux中没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

3. 结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的整数倍。

4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。

// 练习 1

struct S1

{

        char c1;

        int i;

        char c2;

};

        printf ( "%d\n" , sizeof ( struct S1));

// 练习 2

struct S2

{

        char c1;

        char c2;

        int i;

};

        printf ( "%d\n" , sizeof ( struct S2));

// 练习 3

struct S3

{

        double d;

        char c;

        int i;

};

printf ( "%d\n" , sizeof ( struct S3));

// 练习 4- 结构体嵌套问题

struct S4

{

        char c1;

        struct S3 s3 ;

        double d;

};

printf ( "%d\n" , sizeof ( struct S4));

4.2 为什么存在内存对⻬?

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⻬。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；⽽对⻬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⻬成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。

总体来说：结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。

那在设计结构体的时候，我们既要满⾜对⻬，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

// 例如：

struct S1

{

        char c1;

        int i;

        char c2;

};

struct S2

{

        char c1;

        char c2;

        int i;

};

S1 和 S2 类型的成员⼀模⼀样，但是 S1 和 S2 所占空间的⼤⼩有了⼀些区别。

4.3 修改默认对⻬数

#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数

# 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

int main ()

{

        //输出的结果是什么？

        printf ( "%d\n" , sizeof ( struct S));

return 0 ;

}

结构体在对⻬⽅式不合适的时候，我们可以⾃⼰更改默认对⻬数。

五、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 ;

}