相对简单的自定义类型：结构体-优快云博客

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一. 结构体类型的声明（回顾+补充）

1.1.1 结构的声明

首先得掌握结构体的对齐规则（重点）：必须记住的（也许看起来比较烦）

2.1.1规则一到三（用例图来讲的，记得看图哦）

2.1.2 这里特别说明一下四的这个规则

2.2 为什么存在内存对齐?

一. 结构体类型的声明（回顾+补充）

1.1.1 结构的声明

比如

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

1.1.2 结构体变量的创建和初始化

#include <stdio.h>
struct Stu
{
    char name[20];//名字
    int age;//年龄
    char sex[5];//性别
    char id[20];//学号
};
int main()
{
    //按照结构体成员的顺序初始化
    struct Stu s = { "张三", 20, "男", "20230818001" };
    printf("name: %s\n", s.name);
    printf("age : %d\n", s.age);
    printf("sex : %s\n", s.sex);
    printf("id : %s\n", s.id);

    //按照指定的顺序初始化
    struct Stu s2 = { .age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex = "⼥"}
    printf("name: %s\n", s2.name);
    printf("age : %d\n", s2.age);
    printf("sex : %s\n", s2.sex);
    printf("id : %s\n", s2.id);
    return 0;
}

1.2 结构的特殊声明

struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
}x;

struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
}a[20], *p;

//假设有两个相同成员的结构体取地址 p = &x；

p = &x是不行的。编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是非法的。

警告：
匿名的结构体类型，如果没有对结构体类型重命名的话，基本上只能使用⼀次。

1.3 结构的自引用

写一个代码，代码正确吗？如果正确，那 sizeof( struct Node ) 是多少？

struct Node
{
    int data;
    struct Node next;
};
int mian()
{
    printf("%zd ",sizeof(struct Node) );
     return 0;
}

其实这个代码是不合理的，因为如果⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量，这样结构体变量的大小就会无限的大。

正确的自引用方式：使用指针

struct Node
{
    int data;
    struct Node* next;
};

假如使用typedef 对匿名结构体类型重命名，有问题吗？

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

其实是有问题的，在匿名结构体内部 提前使用 Node类型来 创建成员变量 ，这是不行的。

我们应该如何解决这些问题呢？

解决方案如下：定义结构体不要使用匿名结构体了

二.结构体内存对齐（重点！！！）

2.1 对齐规则

首先得掌握结构体的对齐规则（重点）：必须记住的（也许看起来比较烦）

1.结构体的第⼀个成员对齐到和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。

（对⻬数=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 gcc 没有默认对齐数，对⻬数就是成员自身的大小
3.结构体总大小为最⼤对齐数（结构体中每个成员变量都有⼀个对齐数，所有对齐数中最⼤的）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⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。

2.1.1规则一到三（用例图来讲的，记得看图哦）

如何理解呢？我们可以看看例题来理解

这里从 0 - 12 的首地址有12个空格也就是12个字节

2.1.2 这里特别说明一下四的这个规则

先来个题

2.2 为什么存在内存对齐?

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⻬。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。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，我们既想要满⾜对⻬，⼜想要节省空间，就可以让占用空间小的成员尽量集中在⼀起
比如：