自定义类型：结构体，枚举，联合（1）

目录

结构体

1.结构体的声明

1.1 结构的基础知识

1.2 结构的声明?

1.3 特殊的声明

1.4 结构的自引用

1.5 结构体变量的定义和初始化

1.6 结构体内存对齐

1.7 修改默认对齐数

1.8 结构体传参

结构体

1.结构体的声明

1.1 结构的基础知识

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 结构的声明?

struct tag
{
   member-list;
}variable-list;

例如描述一个学生：

struct Student{
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
	float score;
}s1,s2,s3;//s1,s2,s3 是三个结构体变量 -全局变量

int main()
{
	struct Student s4, s5, s6;//s4 s5 s6 是三个结构体变量 -局部变量
	return 0;
}

1.3 特殊的声明

在声明结构的时候，可以不完全的声明。

匿名结构体类型

struct		//匿名结构体类型
{
	char name[20];
	char author[12];
	float price;
}b;

struct {
	char name[20];
	char author[12];
	float price;
}* p;

当p=&b的时候合法吗

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 结构的自引用

在结构中包含一个类型为该结构本身的成员是否可以呢？

代码1

struct Node
{
 int data;
 struct Node next;
};
//可行否？
如果可以，那sizeof(struct Node)是多少？

正确的自引用方式：

代码2

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

?代码3

typedef struct
{
 int data;
 Node* next;
}Node;
//这样写代码，可行否？

代码4，解决方案?

typedef struct Node{
	int date;//存放数据-数据域
	struct Node* n;//存放下一个节点的地址-指针域
}Node;
int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(Node));

	return 0;
}

1.5 结构体变量的定义和初始化

有了结构体类型，那如何定义变量，其实很简单。

struct Point {
	int x;
	int y;
}p1 = {1,2};

struct Point p3 = { 4,5 };

struct Stu	//类型声明
{
	char name[15];  //名字
	int age;	//年龄
};

struct Node
{
	int data;
	struct Point p;
	struct Node* next;
};
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	struct Point p2 = {a,b};

	struct Stu s = { "zhangsan",20 };
	struct Stu s2 = { .age = 18,.name = "如花" };
	printf("%s %d\n", s.name, s.age);
	printf("%s %d\n", s2.name, s2.age);

	struct Node n = { 100,{20,21},NULL };  //结构体嵌套初始化
	printf("%d x=%d y=%d\n", n.data, n.p.x, n.p.y);
	return 0;
}

1.6 结构体内存对齐

#include<stddef.h>
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};

struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};

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



	//printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	//printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

offsetof是一个宏 可以直接使用

计算结构体成员相较于起始位置的偏移量的

#include<stddef.h>
struct S1
{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};

struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};

int main()
{
	printf("%d\n", offsetof(struct S2, c1));
	printf("%d\n", offsetof(struct S2, c2));
	printf("%d\n", offsetof(struct S2, i));



	//printf("%d\n", sizeof(struct S1));
	//printf("%d\n", sizeof(struct S2));
	return 0;
}

考点

如何计算？

首先得掌握结构体的对齐规则：

1. 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。

2. 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

? ? ? ? ? ? ? ? Linux中没有对齐数，对齐数就是成员自身的大小

3. 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。

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。

练习

//练习1
struct S1
{
     char c1;
     int i;
     char c2;
};
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//练习2
struct S2
{
     char c1;
     char c2;
     int i;
};
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//练习3
struct S3
{
     double d;
     char c;
     int i;
};
    printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//练习4-结构体嵌套问题
    struct S4
{
     char c1;
     struct S3 s3;
     double d;
};
    printf("%d\n", sizeof(struct S4));

?

?

为什么存在内存对齐??

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。

那在设计结构体的时候，我们既要满足对齐，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。

1.7 修改默认对齐数

之前我们见过了 #pragma 这个预处理指令，这里我们再次使用，可以改变我们的默认对齐数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8
struct S1
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
#pragma pack(1)//设置默认对齐数为1
struct S2
{
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的默认对齐数，还原为默认
int main()
{
    //输出的结果是什么？
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
       return 0;
}

1.8 结构体传参

struct S
{
	int data[1000];
	int num;
};

void print1(struct S t)
{
	printf("%d %d %d %d\n", t.data[0], t.data[1], t.data[2], t.num);
}

void print2(struct S* ps)
{
	printf("%d %d %d %d\n", ps->data[0], ps->data[1], ps->data[2], ps->num);
}

int main()
{
	struct S s = { {1,2,3},100 };
	print1(s);
	print2(&s);
	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。