C语言结构体

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本文详细介绍了C/C++语言中结构体的声明、创建、初始化，特别关注了内存对齐规则、自引用结构、结构体内嵌套以及结构体在函数参数传递中的使用。还提到了如何通过#pragmapack改变对齐数和位端成员的使用注意事项。

结构体

结构体的声明

struct TAG
{
	//member_list;//结构体内部成员
}/*variable*/;//结构体的名字,或者指针在这里

例如

struct tag
{
	int i;//结构体内部成员
	char a;//结构体内部成员
	double e;//结构体内部成员
	char arr[];//结构体内部成员
}F,*p;//结构体的名字,或者指针在这里struct TAG

结构体变量的创建和初始化

struct tag
{
	int i;//结构体内部成员
	char a;//结构体内部成员
	double e;//结构体内部成员
	char arr[5];//结构体内部成员
}F,*p;//结构体的名字,或者指针在这里struct TAG

int main()
{
	struct tag M1 = { 1,'a',1.1,"abcd" };
	struct tag M2 = { .a = 'a',.e = 1.1,.i=1,.arr="abcd"};
	F.a = 'a';
	p = &F;
	p->a = 'a';
}

特殊声明

struct
{
	int a;
}A;

struct
{
	int a;
}B[20],*p;

这两个声明省略掉了结构体标签(tag)

那么这两个声明是无法识别类型的,只知道是结构体但是无法识别类别,那么就不可以

p = &B;

结构体的自引用

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

int main() 
{
	struct Node A = { 1, &A };
	A.next->number = 2;
}

也可以用typedefine来重定义结构体(不可重命匿名结构体)

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

int main()
{
	Node A = { 1,&A };
}

重点结构体内存对齐

  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,在VS2022中默认是8                 Linux 和 gcc中没有默认设定参数,对其书加上成员自身的大小

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

例如

struct A
{
	char a;
	int b;
	char c;
};
struct B
{
	char a;
	char b;
	int c;
};
struct C
{
	int c;
	char a;
	char b;
}; 
struct D
{
	int a;
	short b;
	char c;
};
int main()
{
	printf("%d", sizeof(struct A));
	printf("%d", sizeof(struct B));
	printf("%d", sizeof(struct C));
	printf("%d", sizeof(struct D));
}

结构体的内存对齐,是拿空间换取时间的做法.

而我们设计结构体是,让占用空间小的成员尽量集中在一起.

如何对齐

struct A
{
	char a;//1个字节 在内存中占0的地方
	//1
	//2
	//3
	int b;//4个字节 按照要在4的倍数上存在 站4-8
	char c;//1个字节 占到第 9 的位置 //由于要是最大的字节的倍数 4的倍数 取最小倍数就是12 
};
struct B
{
	char a;//1个字节 0
	char b;//1个字节 1
	//2
	//3
	int c;//4个字节 4-7 4的倍数正好 8
};
struct C
{
	int c;//4 0-3
	char a;//1 4
	char b;//1 5 因为要是4的倍数 占到8
}; 
struct D
{
	int a;//4 0-3
	short b;//2 4-5
	char c;//1 6 因为要是4的倍数 占到8
};

注意:如果用#pragma 与粗粒命令,可以改变编译器的默认对齐数

#pragm pack(1)//设置默认对齐数为1
#pragm pack( )//取消设置默认对其书

结构体传参

struct A
{
	int a;
};
void printfA(struct A a)
{
	printf("%d", a.a);
}
void printfB(struct A *a)
{
	printf("%d", a->a);
}
int main()
{
	struct A a = { 1 };
	printfA(a);
	printfB(&a);
}

注意推荐使用指针形式的 ,因为节省内存,方便于优化系统

结构体端位

位端的成员必须是 int\ unsigned int\ signed int 而且在 : 后面是比特数

struct A
{
	int _a: 2;
	int _b: 5;
	int _c: 10;
	int _d: 30;
	int _e: 32;
};

它的大小一般是不可知,有很多不确定因素,是不跨平台的

对于vs2022

一般是按照4个字节或者 1个字节的方式来开辟

struct A
{
	int _a: 2;//
	int _b: 5;//a和b加起来小于一个字节 它俩塞一起
	int _c: 10;//大于一个小于两个 站两个字节
	int _d: 30;// 大于三个字节 站四个位置 仍然符合对齐规则 4的倍数 变8
};
int main()
{
	printf("%d", sizeof(struct A));
}