结构体学不明白，小代老师带你深入理解结构体

1.结构体的概念

C语⾔已经提供了内置类型，如：char、short、int、long、float、double等，但是只有这些内置类 型还是不够的，假设我想描述学⽣，描述⼀本书，这时单⼀的内置类型是不⾏的。 描述⼀个学⽣需要名字、年龄、学号、⾝⾼、体重等； 描述⼀本书需要作者、出版社、定价等。C语⾔为了解决这个问题，增加了结构体这种⾃定义的数据类 型，让程序员可以⾃⼰创造适合的类型。

📌 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，如： 标量、数组、指针，甚⾄是其他结构体。 对比下： 数组：是1个或着多个相同类型元素的集合 结构体：是1个或者多个相同或者不同类型的变量集合。

1.1结构体的声明

struct tag //自定义
{
      member-list；//成员列表
}variable-list;//变量列表       

举个例子写一个学生类型：

struct stu
{
	char name;
	int age;
	float score;
}

1.2结构体变量的定义和初始化

struct stu
{
	char name;
	int age;
	float score;
}s1, s2;//	全局变量（定义）
int main()
{
	struct stu s4 = { "wangsan",12,88.0 };//局部变量  顺序初始化
	struct stu s5 = { .age = 12,.name="li",.score=88.8 };//指定顺序初始化
	return 0;
}

结构体嵌套

struct stu
{
	int name;
	struct point n1;
	
}n1 = { 1,{1,2} };

1.3结构体访问操作符

1.3.1结构体成员直接访问

结构体成员的直接访问 结构体成员的直接访问是通过点操作符（.）访问的。点操作符接受两个操作数。如下所⽰：

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

使⽤⽅式：结构体变量.成员名

1.3.2结构体间接访问操作符

9.2.2 结构体成员的间接访问 有时候我们得到的不是⼀个结构体变量，⽽是得到了⼀个指向结构体的指针。如下所⽰：

#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;
}

使⽤⽅式：结构体指针->成员名 比喻下：

2.结构体的特殊声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。 ⽐如：

//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;

上⾯的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。 那么问题来了？ //在上⾯代码的基础上，下⾯的代码合法吗？

p = &x;

警告： 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。 匿名的结构体类型，如果没有对结构体类型重命名的话，基本上只能使⽤⼀次。

3.结构体的自引用

1.3 结构的⾃引⽤ 结构体自引用和链表很像

在结构中包含⼀个类型为该结构本⾝的成员是否可以呢？ ⽐如，定义⼀个链表的节点：

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

上述代码正确吗？如果正确，那 sizeof(struct Node) 是多少？ 仔细分析，其实是不⾏的，因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量，这样结构体变量的⼤ ⼩就会⽆穷的⼤，是不合理的。 正确的⾃引⽤⽅式：

struct Node
{
 int data;//数据域
 struct Node* next;//指针域
};

在结构体⾃引⽤使⽤的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结构体类型重命名，也容易引⼊问题，看看 下⾯的代码，可⾏吗？

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

答案是不⾏的，因为Node是对前⾯的匿名结构体类型的重命名产⽣的，但是在匿名结构体内部提前使 ⽤Node类型来创建成员变量，这是不⾏的。 解决⽅案如下：定义结构体不要使⽤匿名结构体了 typedef struct Node { int data; struct Node* next; }Node;

4结构体对齐规则

我们已经掌握了结构体的基本使⽤了。 现在我们深⼊讨论⼀个问题：计算结构体的⼤⼩。 这也是⼀个特别热⻔的考点： 结构体内存对⻬

4.1 对⻬规则

⾸先得掌握结构体的对⻬规则：

1. 结构体的第⼀个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处
2. 其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。 3.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 gcc 没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩

1. 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。
2. 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。 这里先介绍一个操作符：offsetof

4.2 为什么存在内存对⻬?

⼤部分的参考资料都是这样说的：

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

4.3修改默认对⻬数

#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对⻬数为1
struct S
{
 char c1;
 int i;
 char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对⻬数，还原为默认
int main()
{
 //输出的结果是什么？
 printf("%d\n", sizeof(struct S));
 return 0;
}

结构体在对⻬⽅式不合适的时候，我们可以⾃⼰更改默认对⻬数

5 结构体传参

```c
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;
}

上⾯的 print1 和 print2 函数哪个好些？
答案是：⾸选print2函数。
原因：
函数传参的时候，参数是需要压栈，会有时间和空间上的系统开销。
如果传递⼀个结构体对象的时候，结构体过⼤，参数压栈的的系统开销⽐较⼤，所以会导致性能的下
降。
**结论：结构体传参的时候，要传结构体的地址。**