C语言结构体详细图解分析-C/C++开发

C数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，结构是C编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许你存储不同类型的数据项，本篇让我们来了解C的结构体

结构体

结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员是不同类型的变量。

为什么要有结构体

比如说，描述一个学生时，需要有

名字
性别
年龄
身高

来一起描述，需要不同的变量，便有了结构体类型来描述

结构体的声明


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

例如一个学生


struct stu
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	int hight;
};//这里有没有变量列表都可以


struct stu
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	int hight;
}s2,s3,s4;//s2,s3,s4全局变量
struct stu s5;
int main()
{
	struct stu s1;//结构体变量
}

特殊声明

在声明结构体时候，可以不完全声明


struct
{
	char c;
	int a;
	double a;
}sa;//匿名结构体变量，必须在此处定义变量，否则以后不能使用
int main()
{
	return 0;
}

编译器认为ps和&sa是两种类型，这种写法是错误的

数据结构：数据在内存中存储的结构


struct node
{
	int date;
	struct node next;
};
int main()
{
	return 0;
}


struct node
{
	int date;
	struct node* next;
};
int main()
{
	return 0;
}


typedef struct node
{
	int date;
	struct node* next;
}node;

int main()
{
	struct node n2 = { 0 };//2者都可以使用
	node n = { 0 };//尽量不对结构体使用typedef
}

结构体变量的定义和初始化


struct point
{
	int x;
	int y;
}p1;             //声明类型同时定义变量p1
struct point p2;//定义结构体变量p2


//初始化：定义变量的同时赋初值
struct point p3 = { 1,2 };

struct stu         //类型声明
{
	char name[15];//名字
	int age;      //年龄
};
struct stu s = { "zhangsan",20 };//初始化

struct node
{
	int date;
	struct point p;
	struct node* next;
}n1 = { 10,{4,5},NULL };          //结构体嵌套初始化

struct node n2 = { 20,{5,6},NULL };//结构体嵌套初始化

结构体大小计算

先来观察下列代码


#include <stdio.h>
int main()
{
	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));
return 0;
}

发现并不是数据类型大小的简单相加

存在对齐

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
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。
为什么存在内存对齐 ?
大部分的参考资料都是如是说的：
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。