C語言結構體詳細圖解分析

更新時間：2022年03月25日 10:27:21 作者：瑯時壹

C 數組允許定義可存儲相同類型數據項的變量，結構是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數據類型，它允許你存儲不同類型的數據項，本篇讓我們來了解C 的結構體

結構體

結構是一些值的集合，這些值稱為成員變量。結構的每個成員是不同類型的變量。

為什么要有結構體

比如說，描述一個學生時，需要有

名字
性別
年齡
身高

來一起描述，需要不同的變量，便有了結構體類型來描述

結構體的聲明

struct tag
{
	member-lest//成員列表
}variable-list;//變量列表

例如一個學生

struct stu
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	int hight;
};//這里有沒有變量列表都可以

struct stu
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	int hight;
}s2,s3,s4;//s2,s3,s4全局變量
struct stu s5;
int main()
{
	struct stu s1;//結構體變量
}

特殊聲明

在聲明結構體時候，可以不完全聲明

struct
{
	char c;
	int a;
	double a;
}sa;//匿名結構體變量，必須在此處定義變量，否則以后不能使用
int main()
{
	return 0;
}

錯誤示范

編譯器認為ps和&sa是兩種類型，這種寫法是錯誤的

數據結構：數據在內存中存儲的結構

關于列表

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

這樣無法判斷結構體大小只需在結構體存放能找到下一個結構體內容的指針即可

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

也可以這樣（重命名使用舉例）

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 };//盡量不對結構體使用typedef
}

結構體變量的定義和初始化

struct point
{
	int x;
	int y;
}p1;             //聲明類型同時定義變量p1
struct point p2;//定義結構體變量p2


//初始化：定義變量的同時賦初值
struct point p3 = { 1,2 };

struct stu         //類型聲明
{
	char name[15];//名字
	int age;      //年齡
};
struct stu s = { "zhangsan",20 };//初始化

struct node
{
	int date;
	struct point p;
	struct node* next;
}n1 = { 10,{4,5},NULL };          //結構體嵌套初始化

struct node n2 = { 20,{5,6},NULL };//結構體嵌套初始化

結構體大小計算

先來觀察下列代碼

#include <stdio.h>
int main()
{
	struct S1

{
	char c1;
	int i;
	char c2;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S1));
//練習2
struct S2
{
	char c1;
	char c2;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S2));
//練習3
struct S3
{
	double d;
	char c;
	int i;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S3));
//練習4-結構體嵌套問題
struct S4
{
	char c1;
	struct S3 s3;
	double d;
};
printf("%d\n", sizeof(struct S4));
return 0;
}

運行結果

發(fā)現并不是數據類型大小的簡單相加

存在對齊

如何計算？
首先得掌握結構體的對齊規(guī)則：
1. 第一個成員在與結構體變量偏移量為0的地址處。
2. 其他成員變量要對齊到某個數字（對齊數）的整數倍的地址處。
對齊數 = 編譯器默認的一個對齊數與該成員大小的較小值。
VS中默認的值為8
3. 結構體總大小為最大對齊數（每個成員變量都有一個對齊數）的整數倍。
4. 如果嵌套了結構體的情況，嵌套的結構體對齊到自己的最大對齊數的整數倍處，結構體的整
體大小就是所有最大對齊數（含嵌套結構體的對齊數）的整數倍。
為什么存在內存對齊 ?
大部分的參考資料都是如是說的：
1. 平臺原因(移植原因)：
不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數據的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特
定類型的數據，否則拋出硬件異常。