第十章结构体-优快云博客

一、结构体的概念

C语言允许用户自己建立由不同类型数据组成的组合型的数据结构，它称为结构体。

二、结构体类型的定义

1、先定义结构体类型，在定义变量

struct 结构体类型名{
成员列表
};

struct stu {
	int age;
	char name[20];
};
struct stu tom,zhangsan;//定义了三个struct stu类型的变量

2、定义结构体类型的时候，顺便定义结构体变量

struct 结构体类型名{
成员列表
}结构体变量1,变量2;
struct 结构体类型名变量3,变量4;

struct stu {
	int age;
	char name[20];
}tom,zhangsan;
struct stu lisi;

3、定义结构体类型的时候没有类型名，顺便定义结构体变量

没有类型名，后续不能定义相关的类型数据。

struct {
	int age;
	char name[20];
}tom,zhangsan;

4、常用方式

typedef struct stu{
	int age;
	char name[20];
}STU;

STU不是变量名，是stu的新名字。
struct stu tom;等价于STU tom;可以方便使用，不用写struct；

三、结构体类型的初始化和使用

1、在定义变量的时候顺便初始化和使用

#include<stdio.h>
typedef struct stu {
	int age;
	char name[20];
	char *addr;
}STU;
int main()
{
	STU tom = { 12, "Tom"};
	printf("%d\n", tom.age);//12
	printf("%s\n", tom.name);//Tom
	tom.age = 13;
	strcpy(tom.name, "AAA");
	printf("%d\n", tom.age);//13
	printf("%s\n", tom.name);//AAA
	tom.addr = "CCC";
	printf("%s\n", tom.addr);
}

2、多级引用

typedef struct date {
	int year;
	int month;
	int day;
}BIRTH;
typedef struct stu {
	int age;
	char name[20];
	char* addr;
	BIRTH birth;
}STU;
int main()
{
	STU tom = { 12, "Tom", "CCC", {2000, 10, 11} };
	//打印结果：2000-10-11
	printf("%d-%d-%d\n", tom.birth.year, tom.birth.month, tom.birth.day);
}

3、结构体变量赋值

相同类型的结构体变量可以赋值

#include<stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
typedef struct stu {
	int age;
	char name[20];
	char* addr;
}STU;
int main()
{
	STU tom = { 12, "Tom", "CCC"};
	STU zhangsan;
	zhangsan = tom;
	printf("%d-%s-%s\n", tom.age, tom.name, tom.addr);
	printf("%d-%s-%s\n", zhangsan.age, zhangsan.name, zhangsan.addr);
}

四、结构体的大小

结构体变量的大小是所有成员大小之和。而且存储时连续的。

typedef struct stu {
	int age;
	char name[20];
	char* addr;
}STU;
int main()
{
	STU tom;
	printf("%d\n", sizeof(tom));//28
	printf("%d\n", sizeof(tom.age));//4
	printf("%d\n", sizeof(tom.name));//20
	printf("%d\n", sizeof(tom.addr));//4
}

结构体的对齐
对齐数：结构体成员的自身大小和和默认对齐数（vs默认对齐数为8）的较小值。

对齐原则一：结构体的第一成员直接对齐到相对于结构体变量起始位置为0的偏移处。
对齐原则二：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。
对齐原则三：结构体的总大小，必须是最大对齐数的整数倍，每个结构体变量的对齐数的最大值就是最大对齐数。
对齐原则四：如果出现嵌套结构体的情况，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（涵嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

typedef struct stu {
	char sex;
	int age;
	char name[20];
	char* addr;
}STU;

int main()
{
	STU tom = {'A', 12, "TOM", "ccc"};
	printf("%d\n", sizeof(tom));//32
	printf("%d\n", sizeof(tom.sex));//1
	printf("%d\n", sizeof(tom.age));//4
	printf("%d\n", sizeof(tom.name));//20
	printf("%d\n", sizeof(tom.addr));//4
}

char 对齐数位1
short 对齐数位2
int、float、long 对齐数4
double 对齐数位8

为什么要对齐：空间换时间，cpu每次读数据的字节数时固定的，为了将一个变量可以一次读取。
#pragma pack(value)可以修改对齐值。

五、结构体数组

结构体数组是个数组，由若干个相同类型的结构体变量组成。

1、定义方法

typedef struct stu {
	int age;
	char name[20];
	char* addr;
}STU;
int main()
{
    //定义了一个STU类型的结构体数组class,数组中由3个STU类型的变量
	STU class[3] = {{ 12, "Tom", "CCC"},{ 13, "lisi", "DDD"}};
	printf("%s", class[0].name);//Tom
}

2、结构体数组的地址

结构体数组的地址就是结构体数组中第0个元素的地址。

六、结构体指针

结构体指针，即结构体地址。

1、定义方式

struct 结构体类型名 *结构体指针变量名。

typedef struct stu {
	int age;
	char name[20];
	char* addr;
}STU;
//定义了一个struct stu*类型的指针变量。变量名时p,p占用4个字节，用来保存结构体变量的地址编号。
	STU* p;
	STU tom = { 12, "Tom", "CCC" };
	p = &tom;
	(*p).age = 13;
	printf("%d\n", (*p).age);//13
	p->age = 14;
	printf("%d\n", p->age);//14

七、位段

在结构体中，以位为单位的成员，称之为位段（位域）
1字节=8位

struct stu
{
	int a : 2;//占用2位
	int b : 6;//占用6位
	int c : 4;//占用4位
	int d : 4;//占用4位
	int i;
}data;

abcd一共16位，也就是2个字节。i占用过个字节。
注意：
1、不能对位段成员取地址。
2、不能跨存储单元存储，一个位段为7位，下一个位段如果超过1位，那么从下个字节开始存储。
存储单元：char 1字节 short 2字节 int4字节 long4字节。
3、位段的大小不能大于存储单元。
5、如果一个位段要从另一个存储单元开始：

char a:1;
char :0;
char b:3;//从另一个单元开始

长度为0的位段，作用时下一个位段从下一个存储单元开始存储。
6、无意义的位段

char a:1;
char :2;//浪费两位
char b:3;