C语言——M / 自定义类型：结构体

1. 结构体类型的声明
前?我们在学习操作符的时候，已经学习了结构体的知识，这?稍微复习?下。
1.1 结构体回顾
结构是?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。
1.1.1 结构的声明

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

例如描述?个学?：

struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
}; //分号不能丢

1.1.2 结构体变量的创建和初始化

#include <stdio.h>
struct Stu
{
char name[20];//名字
int age;//年龄
char sex[5];//性别
char id[20];//学号
};
int main()
{
//按照结构体成员的顺序初始化
struct Stu s = { "张三", 20, "男", "20230818001" };
printf("name: %s\n", s.name);
printf("age : %d\n", s.age);
printf("sex : %s\n", s.sex);
printf("id : %s\n", s.id);
//按照指定的顺序初始化
struct Stu s2 = { .age = 18, .name = "lisi", .id = "20230818002", .sex = "?
printf("name: %s\n", s2.name);
printf("age : %d\n", s2.age);
printf("sex : %s\n", s2.sex);
printf("id : %s\n", s2.id);
return 0;
}

1.2 结构的特殊声明
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;

上?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?代码的基础上，下?的代码合法吗？
p = &x;

警告：
编译器会把上?的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是?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??次
?

1.3 结构的?引?
在结构中包含?个类型为该结构本?的成员是否可以呢？
?如，定义?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?的，因为?个结构体中再包含?个同类型的结构体变量，这样结构体变量的??就会?穷的?，是不合理的。
正确的?引??式：

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

在结构体?引?使?的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结构体类型重命名，也容易引?问题，看看
下?的代码，可?吗？

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

答案是不?的，因为Node是对前?的匿名结构体类型的重命名产?的，但是在匿名结构体内部提前使?Node类型来创建成员变量，这是不?的。
解决?案如下：定义结构体不要使?匿名结构体

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

2. 结构体内存对?
我们已经掌握了结构体的基本使?了。
现在我们深?讨论?个问题：计算结构体的??。
这也是?个特别热?的考点： 结构体内存对?
2.1 对?规则
?先得掌握结构体的对?规则：
1.结构体的第?个成员对?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?到某个数字（对?数）的整数倍的地址处。
对?数=编译器默认的?个对?数与该成员变量??的较?值。

VS 中默认的值为 8?
Linux中gcc没有默认对?数，对?数就是成员??的??
3.结构体总??为最?对?数（结构体中每个成员变量都有?个对?数，所有对?数中最?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?到??的成员中最?对?数的整数倍处，结构
体的整体??就是所有最?对?数（含嵌套结构体中成员的对?数）

//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));

2.2 为什么存在内存对??
?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?然边界上对?。原因在于，为了访问未对?的内存，处理器需要作两次内存访问；?对?的内存访问仅需要?次访问。假设?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?成8的倍数，那么就可??个内存操作来读或者写值了。否则，我们可能需要执?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?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?对?，?要节省空间，如何做到：
让占?空间?的成员尽量集中在?起

//例如：
struct S1
{
char c1;
int i;
char c2;
};
struct S2
{
char c1;
char c2;
int i;
};

S1 和 S2 类型的成员?模?样，但是 S1 和 S2 所占空间的??有了?些区别。
2.3 修改默认对?数
#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对?数。

#include <stdio.h>
#pragma pack(1)//设置默认对?数为1
struct S
{
char c1;
int i;
char c2;
};
#pragma pack()//取消设置的对?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??式不合适的时候，我们可以??更改默认对?数
?