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C语言结构体详解（结构体定义使用结构体大小等）

时间：2020-09-26 23:56:45

c语言结构体详解

1、c语言结构体1.1 结构体基础知识1.2 结构体声明1.3 结构体特殊声明1.4 结构体的自引用1.5 结构体的大小的计算1.5.1了解结构体大小计算规则1.5.2结构体具体大小计算结构体传参

1、c语言结构体

1.1 结构体基础知识

结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。

1.2 结构体声明

struct tag{member-list;}variable-list;例如描述一个学生：struct Stu{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[5];//性别char id[20];//学号};

1.3 结构体特殊声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。如：

//匿名结构体类型struct{int a;char b;float c;}x;struct{int a;char b;float c;}a[20], *p;

此时就会有一个问题，既然都省略了结构体标签，那么 p = &x; 合法吗，把上述代码进行编译，编译器会把上面的两个声明当成完全不同的两个类型。所以是非法的。

1.4 结构体的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员

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

如果用typedef来定义一个结构体则自引用需要改变形式，例如：

typedef struct{int data;Node* next;//Node 在此无法使用}Node;//这样写代码，可行否？//解决方案：typedef struct Node{int data;struct Node* next;}Node;

1.5 结构体的大小的计算

1.5.1了解结构体大小计算规则

当我们涉及到结构体大小比较久会设计到一个知识点：结构体内存对齐。

我们可以先来看一对实列：

//例1：struct S1{char c1;int i;char c2;};printf("%d\n", sizeof(struct S1));//例2：struct S2{char c1;char c2;int i;};printf("%d\n", sizeof(struct S2));

在上面的例子中，结构体中成员完全一样，但是对于结构体，这两个结构体大小一样吗（读者可先行计算），用vs测试可知

这里清楚可以看到，对于结构体成员变量完全相同的情况下，两个结构体大小显然不一样。

想要明白为什么是这个结果就需要了解上述提到的内存对齐原则：

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中默认的值为8(可手动修改）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。

为什么存在内存对齐呢？

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。

1.5.2结构体具体大小计算

如，计算以下的代码中结构体的大小：

struct tagTest1{short a;char d;long b;long c;};struct tagTest2{long b;short c;char d;long a;};struct tagTest3{short c;long b;char d;long a;};struct tagTest1 stT1;struct tagTest2 stT2;struct tagTest3 stT3;printf("%d %d %d", sizeof(stT1), sizeof(stT2), sizeof(stT3));

我们可以用图来分析：

结合对齐原则，此图分别代表tagTest1，tagTest2，tagTest3在内存中的分布情况：

vs运行结果：

结构体传参

先看一个例子

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;}