结构体

code-child

发布于 2023-05-30 11:36:27

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结构体

为什么要创建结构体类型？在我们处理复杂对象的时候，比如描述一个人的时候，它有名字，性别，身高，体重等一些方面的特征。用结构体打包描述的时候就比较方便。

结构体类型的声明

结构体类型的关键字struct。声明的基本模板为：

struct 标签 { 成员； }变量； 结构体的成员可以是不同的类型。

结构体类型的特殊声明： 匿名结构体类型，它只能使用一次。

cstruct
{
	int a;
	char b;
}x;
struct
{
	int a;
	char b;
}*p;

p=&x这样写是错误的，在编译器看来，它们俩是不同的类型。

看下面这两种：

cstruct
{
	int a;
	int b;
}x;
这里的x是一个结构体类型的全局变量
typedef struct
{
	int a;
	int b;
}x;
这里的x是结构体类型。
typedef struct stu
{
	int a;
	int b;
}*put,stu;
这里的put等价于struct stu*类型
stu等价于struct stu类型

结构的自引用

例如：

ctypedef struct node
{
	int x;
	struct node* p;
}node;
这个自引用就是正确的。
typedef struct node
{
	int x;
	node* p;
}node;
这种就是错误的，这个问题的出现就和先有鸡还是先有蛋的问题一样。
不能知道是先重命名了还是先创建的。

结构体变量的定义和初始化

结构体变量的定义

cstruct student
{
	char name[20];
	int age;
}a,b;
//这种是一边声明，一边定义变量的，这里的变量a,b为全局变量
struct student c;
//这种定义的变量是全局变量
int main()
{
	struct student d;
	//这里的d为局部变量
	return 0;
}

简单的初始一下：（应该没有难道吧）

cstruct student
{
	char name[20];
	int age;
}a={"zhangshan",20}, b={"wuanwu",18};
struct student c={"hh",0};
int main()
{
	struct student d={"sb",88};
	return 0;
}

🟥结构体内存对齐

如何计算结构体的大小，就需要知道它在内存中是如何储存的。而结构体在内存中存在结构体对齐的现象。

1.第一个成员变量放在偏移量为0的位置 2.后面的成员放在偏移量为对齐数的整数倍的位置。 3.对齐数：编译器默认的一个对齐数与成员大小的较小值 vs的默认对齐数位8 4.结构体的总大小为每个成员默认最大对齐数的整数倍。 5.如果含有结构体嵌套的情况，镶嵌的那个结构体的对齐数是里面成员的最大对齐数。

下面仔细讲解一下：

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

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

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

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

按上面的分析：可知结构体的大小分别为：12，8，16，32 运行看一下情况：

修改默认对齐数

我们用pragma修改默认对齐数

例子：

c#pragma pack(4)
//这里面的数字表示的是默认对齐数
struct p
{
	int a;
	int b;
	char c;
};
#pragma pack()

结构体传参

在结构体传参的时候，最好选择传址调用，有两个好处 1.可以减少对空间的浪费 2.可以对里面的数据进行修改

简单的例子：

c#include <stdio.h>
struct student
{
	char name[20];
	int age;
};
void f(struct student* p)
{

}
int main()
{
	struct student p;
	f(&p);
	return 0;
}

结构体实现位段

位段的实现和结构体类似，只不过位段的成员的类型只能是 unsigned int或者int类型，char类型的也可以。每个成员名后面要加上:和数字

举个简单的例子：

cstruct stu
{
	int a : 4;
	int b : 2;
};

后面的数字表示bite位。位段不存在对齐。 位段不具有跨平台性： 1.位段中没有规定在内存使用的过程中，是从左使用还是从右使用。 2.不能满足下一个成员使用的空间是舍弃还是保留的问题没有规定。 3.int位段中无符号还是有符号的问题没有规定

结构体实现位段的内存分配

cstruct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};
struct S s = { 0 };
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

枚举

枚举类型的关键字为enum,枚举就是把所有的可能列举出来。里面的叫做枚举常量。它们也是有值的，如果没有给他们初始化。默认第一个是0，后面的依次增加。

例子：

cenum colour
{
	//注意后面是逗号，
	red,//值是0
	yellow,//值是1
	green//值是2
};

cenum colour
{
	red=2,//这种不是赋值，而是给这个常量一个初始值。
	yellow=5,
	green//它的值为6
};

联合（共用体）

联合类型的定义

关键字union。里面的成员都是占用同一块空间。

例子：

cunion people
{
	char a;
	int b;
};

联合大小的计算

联合体可能是最大类型所占空间的大小。当结构体的大小不是最大对齐数的整数倍时，需要对齐。

例子：

cunion Un1
{
	char c[5];
	//开辟了5个字节的空间
	int i;
	//i占4个大小的空间，开辟的空间够用
	//共5个字节的空间，但是不是4的整数倍，存在内存对齐，
	//最终为8个字节的大小
};
union Un2
{
	short c[7];
	int i;
	//开辟的14个字节的空间也不是4的整数倍，需要对齐。
	//最终的大小为16个字节
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(union Un1));
	printf("%d\n", sizeof(union Un2));
	return 0;
}

看结果：