结构体
结构是一些值的集合,这些值称为成员变量,并且这些成员变量可以是不同类型的;
一、结构体类型的声明
struct tag//结构体类型名称
{
member-list;//成员变量列表
}variable-list;//结构体变量
还有一种特殊的声明,就是匿名结构体。即省略结构体类型的名称
struct{
int a;
char b;
float c;
}x;//省略了结构体类型的名称,但其在实际编程中没有太大的意义。
二、结构体的自引用
即在结构体中包含一个该结构体本身的成员
struct S1{
int a;
struct S1 next;
};//这样也是不行的,因为struct S1还没定义完,你就去进行调用显然是错的。
正确的自引用方式
struct S1{
int a;
struct S1* next;
};//struct S1* next是一个指针,四个字节,所以这个结构体的大小是确定的,这样才可以进行自引用。
三、结构体的内存对齐
内存对齐对于结构体来说是一个最重要的知识点,并且在面试中也是一个经常考的考点,所以掌握
这个知识点对于我们来说还是极其重要的。要想熟练的掌握内存对齐,就必须知道它对齐的规则是什么?接下来就为大家脑补一下结构体的四条对齐规则:
- 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处
struct s1{
char a;
int b;
}s;
printf("%p\n",&s);
printf("%p\n",&s.a);

从运行的结果我们可以看出,结构体内第一个成员变量a与结构体s1的地址相同。说明第一个成员a的偏移量为0。
- 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的默认值为8,Linux默认值为4;
struct s2{
char a;
int b;
char c;
}s;
printf("%d\n",sizeof(s));

- 3、结构体总大小为最大对齐数(每一个成员变量都有一个对齐数)的整数倍
接着上面的例子说:
c是一个字节,并且根据规则二,前面的字节数也是c这个变量的对齐数的整数倍,那么是不是就意味着结构体的总大小就是9呢?我们先看一下结果是多少再来讲解。

而结果为12,那么这个结果怎么来的呢?
根据规则3:结构体总大小为最大对齐数(每一个成员变量都有一个对齐数)的整数倍。这个结构体的最大对齐数为4,所以这个结构体总大小要为4的整数倍。前面的总字节为9,所以还要再凑3个字节,凑成4的整数倍,所以这个结构体的总大小为12。

- 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。
struct s3{
char a;
struct s2 s;//上一个例子的结构体
double c;
}ss;
那么这个结构体总大小为多少?

根据规则4:嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,所以这个例子中的struct s2 s的对齐数就为4。根据规则二,这个嵌套的结构体要对齐到4的整数倍处。而前面的a为一个字节,所以要在a后面补3个字节,则前两个的大小就为16。第三个成员变量对齐数为8,满足规则2。加起来总共为24,满足规则3,所以结构体总大小为24。
本文深入解析结构体的概念,包括结构体的声明、自引用以及内存对齐规则,详细阐述了结构体在编程中的应用及内存布局原理。
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