C语言 结构体

1.声明结构体

正常声明

struct str
{
	char x;
	int y;
	char z[10];
}str1;

 匿名结构体

struct
{
	char x;
	int y;
	char z[10];
}str;
struct
{
	char x;
	int y;
	char z[10];
}*q;

匿名结构体只有初始化的时候可以创建变量，尽管上面两个结构体中成员一样，但*q=&str是非法的，因为编译器认为这两个是不同的类型。

结构体自引用

struct str
{
	char z[10];
	char x;
	int y;
	struct str *n;
};

结构体自引用只能用指针，否则会一直嵌套下去。

2.结构体初始化和重命名

有了结构体变量，我们可以对其初始化。一般有两种初始化的方法。

int main()
{
	struct str str1 = { 'a',65,"aaaa" };
	return 0;
}

这种方法要注意初始化的数据类型要和结构体一致，但我们还有另一种方法。

int main()
{
	struct str str1 = { .y = 65,.z = 'aaa',.x = 'a' };
	return 0;
}

先用‘.’来找到对应的成员，然后再对其赋值。但在创建结构体变量时，每次都要写上struct和标签名。当我们觉得麻烦时，可以用typedef来重命名。

typedef struct str
{
	char x;
	int y;
	char z[10];
}newname;


int main()
{
	newname str1 = { .y = 65,.z = 'aaa',.x = 'a' };
	return 0;
}

此时最后一排的newname就不是全局变量了，而是新的名字，我们可以直接用newname来创建变量。

3.结构体的内存对齐

结构体有很多成员，这些成员在内存中是怎么存放的呢？

我们来看看下面的代码

两个结构体成员的顺序不一样，所占的内存也不一样。由此我们可以引出下面 几条规则。

• 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
• 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默认对齐数是8）
• 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。
• 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。

有了这几条规则，我们可以看看下面的代码

struct str1
{
	char a;
	int b;
	char c;
};
struct str2
{
	char x;
	char y;
	int z;
	struct str1 str;
};

int main()
{
	printf("str2:%d\n", sizeof(struct str2));
	return 0;
}

假设有一个结构体str2的变量，它的起始地址为0x0061A4E0，我们可以进行下面的计算

0x0061A4E0到0x0061A4F3就是这个结构体的大小，也就是20字节， 我们也可以用编译器看看所占内存

说了这么多，结构体内存对齐浪费了那么多空间，那么到底有什么用呢

• 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
• 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。

总体来说:结构体的内存对齐是拿空间来换取时间的做法。

所以我们在声明时，就可以把一些较小的成员放一起来节省空间，但如果真的不想让结构体对齐，我们也可以用#pragma pack()来修改默认对齐数。