看完就进阶的自定义2-优快云博客

好了，承接上文

结构体变量的定义和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单

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

可以直接在花括号后面跟定义，也可以单独定义。那初始化呢？

//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

直接赋值初始化。或者嵌套初始化

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

结构体内存对齐

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。
这也是一个特别热门的考点：结构体内存对齐

我们先来看一段代码当一个引子

//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));

这两个代码所占内存怎么算？还是单纯的相加吗，如果是这样的话，这两个代码的所占内存应该是一样的。但是运行一下我们就会知道，s1是12个字节，s2是8个字节。为什么会这样呢，我们来看一下结构体的对齐规则：
1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为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。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。
VS中默认的值为8
3. 结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，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（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

什么意思呢？

我们拿s2为例子

第一个成员 char c1:

大小为1字节。
偏移量为0。

第二个成员 char c2:

大小为1字节。
对齐数为 min(8, 1) = 1。
偏移量为1。

第三个成员 int i:

大小为4字节。
对齐数为 min(8, 4) = 4。
偏移量需要是4的倍数，因此偏移量为4。

结构体总大小:

最大对齐数为4。
当前占用的空间为6字节（1 + 1 + 4 = 6），但需要对齐到4的倍数，因此总大小为8字节。

所以，sizeof(struct S2) 的结果是 8 字节。

0 char c1
1 char c2
2
3
4
5
6
7
8
9

我们拿图来说看看

charc1 1字节所以是黄色这部分再去对齐对齐数，VS是8

1比8小，所以就是从一开始，而int 类型是4.所以要从4开始，往后数四格，也就是蓝色这部分，最后总大小为对齐数的整数倍 8是4和1的整数倍，所以成功。

那么中间空着的空间怎么办？

没错，就是空着了，为了对齐，这就是一种空间换时间。

那能不能修改默认未知数，让我浪费的空间少一点？

#pragma 这个预处理指令，这里我们使用它，可以改变我们的默认对齐数

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为8
struct S2
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{
    //输出的结果是什么？
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
    return 0;
}

有个印象就可以了。

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。

什么意思呢，也就是说，假设我们有一个4字节的整数 int i，并且它存储在非4字节对齐的地址上。具体来说，假设 i 的地址是0x1001（这是一个奇数地址，不是4的倍数）。

如果 i 存储在地址0x1000（4的倍数），处理器可以直接读取0x1000到0x1003的4个字节。

如果 i 存储在地址0x1001，处理器可能需要进行以下操作：

读取0x1000到0x1003的4个字节。
读取0x1004到0x1007的4个字节。
将两次读取的结果进行位移和组合，以得到正确的4字节整数。

如果对齐将会没有异议，能够提高效率。

结构体传参

直接上代码

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;
}

上面的 print1 和 print2 函数哪个好些？

答案是：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。

什么意思，就好比你是一个邮递员，送信，现在有两个方案，一个是送到人手里，一个是送到家门口的邮箱里，哪个效率更高？

显而易见。

好了至此结构体的部分就讲完了，如果你看到了这里不妨给我点个关注，入股不亏！