自定义类型：结构体

//代码1：变量的定义
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

//代码2：初始化
struct point p3={10,20};


struct Stu//类型声明
{
    char name[15];//名字
    int age;//年龄
}

struct后面跟的是类型的声明，而在后面p1是该结构体的定义变量，也就是我们使用的那个变量，当然这个变量也可以在外面定义，在对结构体初始化的时候，我们可以在外面进行初始化，也可以在结构体里面进行初始化，还可以进行嵌套用法，如下面代码：

//代码3
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

struct Stu
{
 char name[20];//名字 
 int age;//年龄 
 char sex[5];//性别 
 char id[20];//学号 
};

我们可以对结构体进行嵌套，而{4，5}则是结构体struct Point p里面的值，然后嵌套过来，也可以在外面对结构体进行嵌套的初始化

2、不完全声明

不完全声明换句话来说，也叫做匿名结构体，也就是没有类型声明的结构体

//匿名结构体类型 
struct
{
 int a;
 char b;
 float c;
}x;

而匿名结构体只能被使用一次。

二、结构体变量的创建和初始化

结构体变量的创建，我们以学生为例：

struct Stu
{
 char name[20];//名字 
 int age;//年龄 
 char sex[5];//性别 
 char id[20];//学号 
};

我们创建变量的时候需要有结构体类型声明，而最后的分号不能丢。

对于结构体的初始化，我们可以有俩种初始化分时，一种是按结构体成员顺序初始化，另外一种是按照指定的顺序初始化：

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;
}

而这俩种定义方式可以根据不同的场景使用不同的方式进行对结构体的初始化。

三、结构体成员访问操作符

1、结构体访问成员

结构体访问成员我们是以.成员的形式去访问，我们也叫结构体的直接访问。例如：

struct Point
{
 int x;
 int y;
}p = {1,2};
int main()
{
 printf("x: %d y: %d\n", p.x, p.y);
 return 0;
}

我们通过直接访问的方式访问结构体的x和y。

2、结构体指针访问成员

结构体指针访问成员我们也成为间接访问，是以->(结构体指针->成员名)的形式去访问。例如:

#include <stdio.h>
struct Point
{
 int x;
 int y;
};
int main()
{
 struct Point p = {3, 4};
 struct Point *ptr = &p;
 ptr->x = 10;
 ptr->y = 20;
 printf("x = %d y = %d\n", ptr->x, ptr->y);
 return 0;
}

这种访问方式我们也是更推荐的，因为访问内存的时候速度会更快

四、结构体内存对齐

1、对齐规则

对齐规则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(对其书)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变量大小的最小值，vs默认的值是8，而Liunx中gcc没有默认对齐数，对齐数就是自身成员的大小。

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。

对于对齐数，我举几个例子：

struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
int main() {
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	return 0;
}

对于下面这个结构体的大小，我们得出的结构是12；那么这个呢？

struct S1
{
	char c1;
	char c3;
	int i;
	char c2;
};
int main() {
	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	return 0;
}

得出的结果也是12，这是为什么呢？我们以图为例

对于char c1来说，默认对齐数是1，因为char只占一个字节，而对于int i来说，int占四个字节，和vs默认8来比更小，所以默认对齐数是四，所以i的偏移量必须是4的倍数，那么中间三个字节浪费了，c2也是一样，所以一共有六个字节浪费掉了，所以一共使用了十二个字节。

而对于c3来说，默认对齐数也是1，所以偏移量是1的倍数就行，所以一共就浪费了五个字节空间，一共也是占用十二个字节

2、对齐原因

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

那么，在设计的时候，我们既要满足对齐，又要节省空间，可以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;
}

·俩个结构体里面存储的东西是一样的，但结构体S1占用空间更大（12个字节），而第二个结构体S2占用空间更小，只占用6个字节

3、修改对齐数

当结构体在对齐方式中不合适的时候，我们可以字节更改默认对齐数，对于如何取消设置的对齐数，还原成默认，我们可以使用一条指令#pragma pack()，这个指令可以取消设置的对齐数，还原成为默认对齐数为多少，例如#pragma pack(1)就是默认对齐数为1，

#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1 
struct S
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
}
int main()
{
 printf("%d\n", sizeof(struct S));
 return 0;
}

打印的结果就是6，因为我们把默认对齐数变为1，那么i的偏移量为1的倍数就行。

五、结构体传参

结构体传参一共有俩种方式，一种是结构体传参，另一种是结构体地址传参。例如：

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;
}

这俩种方式的传参我们一般更推荐使用结构体地址传参，因为函数传参的时候，参数需要压栈，会有时间和空间上的开销。如果传递一共结构体对象，结构体过大，那么压栈的系统开销比较大，性能会下降，所以我们更推荐传结构体的地址。