什么是结构体

结构体

内容大概：介绍结构体类型，结构体变量的创建和初始化，重点介绍结构中存在的内存对齐。

一、结构体的概念

结构体是一些值的集合，结构体中的这些值可以是不同类型的变量。

例如，我将用结构体描述一个学生的一些特征

struct student     //struct是结构体的关键字
{
   char name[20]; //名字
   char sex[3];   //性别
   int age;       //年龄
   char id[20];   //学号
  };//记住分号一定不能少

二、结构体中各个部分的名称

struct student     //用户定义的结构体类型
{
   char name[20]; //名字
   char sex[3];   //性别   
   int age;       //年龄
   char id[20];   //学号     //名字、性别、年龄、学号都是结构体成员名
  }student1;      //用户定义的结构体类型变量

三、结构体类型

结构体类型分为两类：普通结构体、特殊结构体。（个人编造的类型）

1. 普通同结构体

struct student    
{
   char name[20]; 
   char sex[3];   
   int age;      
   char id[20];   
  }student;

2. 特殊的结构体（匿名结构体）

struct
{  
     int a;
     char b;
     float c;
 }x;

匿名的结构体类型，如果没有对结构体重命名的话基本上只能使用一次。
注意：定义结构体时不能使用匿名结构体

四、 结构体变量的创建和初始化

struct student    
{
   char name[20]; 
   char sex[3];   
   int age;      
   char id[20];   
  }student1;                  //声名类型的同时定义结构体变量student1
struct student   student2;    //定义结构体变量student2

struct student    
{
   char name[20]; 
   char sex[3];   
   int age;      
   char id[20];   
  }student1{”wanwu","man",23,"123456780"};
  struct student   student2={”lisi","man",20,"1265512"};
  //初始化：定义变量的同时赋初值

struct student    
{
   char name[20]; 
   char sex[3];   
   int age;      
   char id[20];   
   struct student*next;
  }student1{”wanwu","man",23,"123456780",NULL};     //结构体嵌套初始化
  struct student  student2={”lisi","man",20,"1265512",NULL};
  //结构体嵌套初始化

五、结构体成员访问操作符

结构体成员访问操作符有两个一个是 . 另一个是 ->
表现形式如下：

//结构体变量.成员变量名
//结构体指针—>成员变量名

//形式一
struct student     //struct是结构体的关键字
{
   char name[20]; //名字
   char sex[3];   //性别
   int age;       //年龄
   char id[20];   //学号
  };//记住分号一定不能少
int main()
{
struct student student1{”wanwu","man",23,"123456780"};
printf(" %s,%s,%d,%s",student1.name,student1.sex,student1.age,student1.id);
return 0;
}

//形式二
struct student     //struct是结构体的关键字
{
   char name[20]; //名字
   char sex[3];   //性别
   int age;       //年龄
   char id[20];   //学号
  };//记住分号一定不能少
int main()
{
 struct student  *student2={”lisi","man",20,"1265512"};
printf(" %s,%s,%d,%s",student2->name,student2->sex,student2->age,student2->id);
return 0;
}

六、结构体内存对齐

1.对齐规则

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到相对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。

• VS中默认的值为8
• Linux中没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

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。

规则难懂，看不懂没有关系。接下来我会结合例题和对应的图帮助你理解。

举例1

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

//结果：12

举例2：

struct S2
{
 char c1;
 char c2;
 int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
}
//结果：8

举例3：

struct S3
{
 double d;
 char c;
 int i;
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
}
//结果：16

举例四：

struct S3
{
	double d;
	char c;
	int i;
};

struct S4
{
	char c1;
	struct S3 s3;
	double d;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(struct S4));
}

//结果：32

七、为什么存在内存对⻬?

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。

那在设计结构体的时候，我们既要满⾜对⻬，⼜要节省空间，如何做到：
让占⽤空间⼩的成员尽量集中在⼀起（同类型的尽量放在一块，你可一对比举例一和举例二）